Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de prétirage, les chercheurs ont analysé les génomes viraux de 28 virus endémiques pour étudier l’évolution de la capacité des virus à échapper aux anticorps neutralisants provoqués par des vaccins ou des infections antérieures.
Étude: Un atlas de l’évolution adaptative des virus humains endémiques. Crédit d’image : Inkoly/Shutterstock.com
*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.
Sommaire
Arrière-plan
Les virus évoluent rapidement et s’adaptent aux environnements changeants en raison de leurs taux de mutation élevés et de leur faible temps de génération. Souvent, des virus adaptés à différents hôtes animaux infectent les humains et optimisent les méthodes par lesquelles ils pénètrent et se répliquent dans la cellule hôte, augmentant la transmission interhumaine et évoluant vers un nouvel agent pathogène.
Les premiers stades des pandémies sont souvent caractérisés par des taux évolutifs adaptatifs élevés, comme cela a été observé lors de la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) et des épidémies liées à divers autres virus respiratoires.
Alors que certains virus deviennent endémiques après s’être adaptés à un nouvel hôte et n’évoluent plus, d’autres virus endémiques continuent de s’adapter par évolution antigénique, entraînant une course aux armements entre le virus et le système immunitaire humain.
Étant donné que les virus qui subissent une évolution antigénique présentent un risque d’infections répétées et augmentent leur capacité à échapper à l’immunité induite par les vaccins, comprendre quels virus continuent de subir une évolution antigénique pourrait aider à gérer les futures épidémies.
À propos de l’étude
La présente étude a utilisé des données de séquence pour chaque gène dans 28 génomes viraux pour estimer les taux d’évolution adaptative. Ces 28 virus appartenaient à dix familles et se transmettaient entre humains par différents modes.
Des virus avec des taux d’évolution antigéniques potentiellement élevés ont été identifiés sur la base des taux d’évolution élevés des gènes codant pour les protéines de liaison aux récepteurs puisque la région de liaison aux récepteurs est impliquée dans la neutralisation des anticorps et abrite la plupart des mutations qui permettent l’échappement antigénique.
Les taux d’évolution adaptative ont été calculés en termes de nombre de mutations adaptatives dans chaque codon par an, ce qui a permis de comparer les taux d’évolution adaptative entre les différents gènes du génome et entre les virus.
Les taux d’évolution adaptative de trois virus connus pour subir une évolution antigénique – le coronavirus 229E, les virus de la grippe A/H3N2 et les virus de la grippe B/Yam – ont été comparés aux taux d’évolution de trois virus antigéniquement stables, l’hépatite A, la rougeole et la grippe C/Yamagata.
Pour comprendre les schémas d’évolution adaptative de ces dernières années, les données de séquence de 28 virus pathogènes pour l’homme ont été obtenues et conservées. Ces virus comprenaient des virus à acide désoxyribonucléique (ADN) et à acide ribonucléique (ARN) et ont été transmis entre humains par les fluides corporels, le sang, les vecteurs, les voies fécales-orales et respiratoires.
Les chercheurs n’ont étudié que les virus endémiques car ils souhaitaient comprendre l’évolution antigénique qui se produit pendant la phase endémique et non la phase adaptative initiale.
Les taux d’évolution de la protéine de liaison au récepteur, qui devait être très variable d’un virus endémique à l’autre, et du gène de la polymérase, qui devait être conservé, ont été comparés entre les 28 virus.
Étant donné que l’évolution du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) est relativement récente et que la variante Omicron portait un grand nombre de mutations indiquant un seul événement de fixation, le SRAS-CoV-2 a été comparé à dix autres évoluant de manière antigénique virus en comparant les taux de substitution d’acides aminés dans la protéine de liaison au récepteur.
Résultats
Les résultats ont indiqué que 10 des 28 virus subissent une évolution adaptative entraînant des mutations antigéniques qui permettent aux virus d’échapper à l’immunité induite par des infections et des vaccins antérieurs.
De plus, la comparaison des taux de substitution d’acides aminés entre le SRAS-CoV-2 et d’autres virus a révélé que le SRAS-CoV-2 évolue et accumule des mutations qui provoquent des changements de codage des protéines à des taux beaucoup plus élevés que les autres virus endémiques.
L’évolution antigénique s’est avérée plus répandue dans les virus à ARN. Pourtant, les chercheurs pensent que, puisque la liste des virus inclus dans l’étude n’était pas exhaustive et ne comprenait que des virus bien étudiés, il est difficile de déterminer la proportion de virus endémiques à évolution antigénique.
De plus, le taux de mutations adaptatives pourrait ne pas refléter les changements phénotypiques survenant dans les virus, ce qui implique que les virus avec des gènes de protéines de liaison aux récepteurs qui évoluent aux mêmes taux pourraient ne pas développer la capacité d’échapper au vaccin ou à l’immunité induite par l’infection aux mêmes taux. .
conclusion
Dans l’ensemble, les résultats suggèrent que de nombreux virus humains devenus endémiques continuent d’évoluer de manière antigénique, acquérant la capacité d’échapper aux anticorps neutralisants générés par les vaccinations ou les infections antérieures.
Dix des 28 virus étudiés dans cette étude ont montré une évolution adaptative continue. En revanche, les taux de substitution d’acides aminés ont montré que le SRAS-CoV-2 évolue plus rapidement que les dix autres virus humains endémiques.
*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.