Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont interrogé plus de 360 patients atteints de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) pour caractériser la diversité des séquences génomiques du coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère des infections individuelles.
Sommaire
Arrière-plan
Tout au long de la pandémie de COVID-19, le séquençage du génome entier (WGS) a aidé les chercheurs à identifier les polymorphismes du génome du SRAS-CoV-2 et son évolution continue.
La convention exigeait que les chercheurs signalent la séquence consensus majoritaire; cependant, cette approche a sous-déclaré environ 79 % de la variation de séquence observée. En conséquence, de nombreuses variations nucléotidiques sont restées non détectées, par exemple, la lignée définissant les polymorphismes nucléotidiques simples (SNP) dans les sous-variantes Omicron BA.1 et BA.2.
Ainsi, évoquant la possibilité que des allèles minoritaires (sous-déclarés) dans les infections antérieures au SRAS-CoV-2 pourraient jouer un rôle important dans l’évolution continue des nouvelles variantes préoccupantes du SRAS-CoV-2 (COV).
Il y a plus de 29 000 loci dans le génome du SRAS-CoV-2. WGS a identifié des ensembles de données de séquences virales complexes, y compris des séquences consensus qui signalent la majorité des nucléotides à chaque emplacement du génome viral. Malheureusement, se concentrer sur la séquence consensus majoritaire pendant le WGS a détourné l’attention des variations génétiques qui contribuent à l’évolution du SRAS-CoV-2.
Des efforts approfondis et concertés pour effectuer des évaluations phylogénétiques ont capturé et présenté des preuves du paysage mondial de l’émergence continue des principales lignées SARS-CoV-2 partageant des variations de séquence. En avril 2021, plus de 1,8 million de séquences génomiques de SARS-CoV-2 ont été soumises par 172 pays documentant l’évolution des souches de SARS-CoV-2.
Avec la montée en puissance de chaque nouvelle variante, y compris Alpha (B.1.1.7), Beta (B.1.351), Gamma (P.1), Delta (B.1.617.2) et Omicron (B.1.1.529) , il y avait des inquiétudes concernant la transmission spécifique à la souche, la virulence, ainsi que la perte d’efficacité des diagnostics, des thérapeutiques et des vaccins COVID-19.
Les données de l’initiative mondiale sur le partage de toutes les données sur la grippe (GISAID) et NextStrain ont fourni des rapports continuellement mis à jour sur la classification de la lignée SARS-CoV-2. Ces données ont illustré qu’un faible taux de mutation ne se traduit pas nécessairement par une capacité limitée de variation du SRAS-CoV-2.
Certaines études ont décrit la variation de séquence chez les individus infectés en tant que variantes de nucléotide unique intra-hôte (iSNV). Bien que ces études n’aient pas révélé de détails sur la diversité des infections individuelles et les résultats de la transmission, elles ont reconnu qu’il existe des variations au sein d’une même infection.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué les données SARS-CoV-2 WGS des patients et des membres du personnel du système de santé VA Northeast Ohio aux États-Unis qui ont contracté COVID-19 sous plusieurs angles.
Il y avait 254 échantillons provenant de 179 patients et 75 membres du personnel de santé atteints de COVID-19, avec un large éventail démographique. L’équipe a effectué un suivi des contacts à haute résolution des infections par le SRAS-CoV-2 pour mieux comprendre la dynamique de transmission virale entre les donneurs et les receveurs.
En outre, ils ont évalué l’étendue de la variabilité de la séquence dans les infections par le SRAS-CoV-2 à travers différentes poussées entre juin 2020 et octobre 2021. Pour évaluer la diversité génétique introduite de l’extérieur de la région locale, l’équipe a analysé 110 échantillons supplémentaires de l’archive de lecture de séquence ( SRA).
Ils ont évalué chaque échantillon par transcription inverse-amplification en chaîne par polymérase (RT-PCR) pour estimer les niveaux d’infection afin de permettre une évaluation à haute résolution des complexités individuelles de l’infection. Enfin, ils ont aligné les séquences consensus du SRAS-CoV-2 pour observer les iSNV.
Résultats de l’étude
Environ 140 séquences ont atteint les seuils techniques, c’est-à-dire 80 % du génome couvert à une profondeur de lecture de 100 X, et avaient un seuil de cycle moyen (CJ) valeur de 27,96. Par la suite, les séquences identifiées avaient 279 408 lectures cartographiées de manière unique par échantillon, avec une couverture moyenne de 1 081 fois la profondeur de lecture.
La détection des SNP n’a pas été influencée par CJ s’il atteint un seuil minimum de couverture. Ainsi, quel que soit le CJ valeur, les échantillons de l’étude ont montré un nombre comparable de SNP définis par une fréquence allélique alternée (AAF) ≥ 5 % ou AAF ≥ 50 %.
Il y a eu une augmentation significative du nombre de SNP détectés au fil du temps, la moyenne couvrant environ le double (30 à 65 avec AAF ≥ 5%) ou le triple (10 à 35 avec AAF ≥ 50%) d’avril 2020 à août 2021.
L’alignement des 140 séquences consensus du SRAS-CoV-2 a révélé 1 096 positions iSNV, dont 406 SNP se trouvaient dans plusieurs échantillons d’infection. Les auteurs ont observé que les positions de variantes à travers le génome du SRAS-CoV-2 avec AAF> 5% avaient de multiples polymorphismes de séquence bialléliques, suggérant une hétérogénéité des infections par le SRAS-CoV-2.
Les auteurs ont observé que la plupart des mélanges de proportions de fréquence d’allèles alternatifs et de référence (AAF: RAF) dans les séquences du donneur et du receveur étaient dans des rapports presque identiques, ce qui suggère que la majorité de la diversité des souches de SRAS-CoV-2 a été introduite pendant la transmission, entraînant une infection ultérieure complexité. Curieusement, les auteurs n’ont pas observé plus d’iSNV chez les patients immunodéprimés.
De plus, les auteurs ont identifié avec précision deux personnes qui abritaient des co-infections B.1.1.7/B.1.617.2 à la mi-mai 2021. Cette découverte suggère que les allèles minoritaires des poussées antérieures de COVID-19 ont très probablement contribué à l’évolution de nouvelles COV du SRAS-CoV-2.
conclusion
Chaque personne infectée par le SRAS-CoV-2 est porteuse de 1 à 100 milliards de virions pendant le pic d’infection. La réplication et la transmission efficaces du SRAS-CoV-2 favorisent de plus en plus la dispersion des mutations dans le monde. Comme les niveaux d’immunité stimulés par l’infection et la vaccination fluctuent chez l’homme, le SRAS-CoV-2 rencontrera une hétérogénéité substantielle dans les mécanismes de défense naturels et acquis de l’hôte. L’inégalité dans l’accès et l’utilisation des vaccins accentuera davantage les mutations délétères et avantageuses du SRAS-CoV-2.
Ensemble, ces facteurs nécessitent l’étude de la complexité génétique des infections par le SRAS-CoV-2. Cette approche pourrait aider à mieux comprendre la dynamique de l’infection et de la transmission du SRAS-CoV-2 impliquant des patients immunocompétents et immunodéprimés, à évaluer l’efficacité des médicaments contre le COVID-19 et les mécanismes de résistance et d’évasion vaccinale du SRAS-CoV-2. En outre, cela pourrait aider à résoudre les problèmes dus à la sous-déclaration de la complexité des infections représentée dans les référentiels de données.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
