Dans une récente étude publiée sur medRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs explorent une signature mutationnelle liée au molnupiravir dans les ensembles de données de séquençage du coronavirus 2 (SARS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère.
Étudier: Identification d’une signature mutationnelle associée au molnupiravir dans les bases de données de séquençage du SARS-CoV-2. Crédit d’image : Stanislav Sukhin/Shutterstock
Sommaire
Mutations du monupiravir dans le SRAS-CoV-2
Le molnupiravir, un médicament antiviral largement utilisé contre le SRAS-CoV-2, induit des modifications du génome viral au moment de la réplication. Bien que la plupart des mutations aléatoires soient nocives pour le virus, certaines seront mortelles.
Dans les études animales, il a été démontré que des taux de mutation plus élevés causés par le molnupiravir réduisent la charge virale. Cependant, il est probable que certains patients traités par le molnupiravir n’éliminent pas complètement le SRAS-CoV-2, entraînant ainsi la transmission de virus mutés par le molnupiravir.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs explorent systématiquement les bases de données mondiales de séquençage pour identifier une signature des mutations induites par le molnupiravir.
L’équipe a analysé un arbre comprenant plus de 13 millions de séquences SARS-CoV-2 avec des mutations annotées obtenues à partir des bases de données International Nucleotide Sequence Database Collaboration (INSDC) et Global Initiative on Sharing All Influenza Data (GISAID). Pour chaque branche de l’arbre, le nombre de classes de substitution a été compté. Cet arbre a été limité aux branches contenant au moins 20 substitutions, et la fraction des types de substitution a été tracée.
Notant que la signature contenait également une forte proportion de mutations de la cytosine (C) à la thymine (T), l’équipe a conçu un critère lié aux branches d’intérêt. Celles-ci étaient appelées branches à « haute teneur en guanine (G) en adénine (A) », dans lesquelles des branches avec un minimum de 10 substitutions ont été sélectionnées, y compris un minimum de 25 % de G à A et de 20 % de C à substitutions T, et pas plus de 5 % de transversions.
Ensuite, l’équipe a déterminé si les branches G à A élevées avaient un taux de mutation différent de celui des autres branches de longueur comparable. Une date a été attribuée à chaque nœud de l’arbre.
Le triphosphate de molnupiravir peut prendre plusieurs formes tautomères. La forme N-hydroxylamine ressemble à la cytosine, tandis que la forme oxime ressemble plus étroitement à l’uracile. Ils s’apparient donc respectivement avec la guanine et l’adénine. (Figure adaptée en partie de Malone et Campbell (2021).)
Le spectre mutationnel détecté sur ces branches a ensuite été évalué. Les chercheurs ont réexaminé l’ensemble de données génomiques obtenu à partir de l’essai clinique AGILE de phase IIA pour comparer les signaux détectés aux mutations présentes chez les patients diagnostiqués exposés au molnupiravir. En outre, la gamme des altérations suspectées induites par le molnupiravir a été évaluée en comparant les échantillons du premier et du cinquième jour prélevés chez le même patient.
Résultats de l’étude
Au cours de l’enquête sur les branches phylogénétiques du SRAS-CoV-2 avec de nombreuses mutations, un sous-ensemble avec des proportions asymétriques de classes de mutations et des substitutions de transversion minimales a été identifié. Ces schémas différaient considérablement du spectre mutationnel conventionnel du SRAS-CoV-2. Une zone de cet espace avait un rapport G à A plus élevé et uniquement des substitutions de transition, indiquant ainsi qu’un changement biologique ou technique avait conduit à une nouvelle signature mutationnelle.
Le molnupiravir entraîne des mutations G vers A et C vers U (C vers T) et, dans une moindre mesure, des mutations A vers G et T vers U (T vers C).. Dans le scénario le plus courant, illustré à gauche, M est incorporé en face des nucléotides G. Il peut ensuite s’apparier à A lors d’une réplication ultérieure, créant une mutation G-à-A. Si le G d’origine résultait de la synthèse d’un brin négatif à partir d’un brin codant C, alors le changement G vers A crée finalement un changement de codage C vers U (Figure S1). Dans le deuxième scénario, moins courant, illustré sur le côté droit, M est initialement incorporé par appariement avec A, ce qui peut entraîner une mutation A-to-G ou, si l’original A provenait d’un code U, un U-to mutation -C.
De nombreux pays avec de nombreuses branches G à A élevées ont utilisé le molnupiravir. Au cours des premiers mois de 2022, plus de 380 000 ordonnances ont été signalées en Australie, plus de 30 000 au Royaume-Uni et plus de 240 000 aux États-Unis. Les métadonnées d’âge obtenues aux États-Unis ont révélé un biais considérable en faveur des patients plus âgés pour les branches G à A élevées par rapport aux branches témoins avec un nombre comparable de mutations sans aucune sélection de type de substitution.
Une nouvelle signature mutationnelle a émergé avec un G-to-A élevé et un rapport de transition élevé est apparu en 2022 dans certains pays dans les bases de données de séquençage mondiales. (A) Chaque point de ce nuage de points représente une branche de l’arbre annoté par mutation avec> 20 substitutions. Les points sont positionnés en fonction de la proportion des mutations de la branche qui sont G à A (x) ou de toute mutation de transition (y), et colorés par l’année au cours de laquelle elles se sont produites. Une région encadrée avec des mutations G-to-A plus élevées et presque exclusivement de transition ne se produit qu’en 2022. (B) Un décompte du nombre de branches qui satisfont à un critère spécifique (rapport G-to-A >= 25 %, C-to -T ratio >= 20 % transition ratio > 95 %, mutations totales > 10). (C) Une comparaison du nombre de génomes totaux avec le nombre de clusters élevés G-to-A identifiés (en utilisant le même critère que B). Notez les axes logarithmiques (semi-log, avec la ligne tronquée représentant zéro). Par exemple, l’Australie compte 97 grappes sur un total de 119 194 génomes, tandis que la France a 0 grappe sur 313 680 génomes. (D) Une comparaison des distributions d’âge pour les grappes avec> 10 mutations des États-Unis, réparties selon qu’elles satisfont ou non au critère élevé de G à A. Les grappes élevées de G à A correspondent à des individus plus âgés.
Les branches G à A élevées présentaient une distribution de longueur de branche distincte par rapport aux autres types de branches, avec un enrichissement noté pour les branches de plus grande longueur. De plus, la longueur de branche mesurée au fil du temps était plus courte en ce qui concerne les branches avec une signature G à A élevée par rapport à celles avec une longueur correspondante qui manquait de cette signature, indiquant ainsi un taux de mutation plus élevé.
Le spectre identifié était dominé par les mutations de transition C-à-T et G-à-A, tandis que des contributions moindres ont été notées par les mutations de transition T-à-C et A-à-G. Cette tendance était cohérente avec les mécanismes d’action du molnupiravir.
Ces transitions affichaient une propension aux environnements nucléotidiques spécifiques qui les entouraient. Cela peut indiquer une préférence pour la liaison du molnupiravir adjacent à des nucléotides environnants spécifiques, l’ARN polymérase dépendante de l’acide ribonucléique du SRAS-CoV-2 (RdRp) pour ajouter du molnupiravir adjacent à des nucléotides particuliers, ou l’exonucléase de relecture virale pour éliminer le molnupiravir dans des environnements contextuels particuliers.
L’étude a également montré que les patients traités au molnupiravir présentaient considérablement plus de mutations virales que les patients traités au placebo. Le spectre des mutations entre le molnupiravir et le placebo était significativement différent.
Alors que les modèles de transition étaient extrêmement similaires, le spectre du molnupiravir de l’essai AGILE comprenait un taux de mutation G à T beaucoup plus élevé que les longues branches phylogénétiques. Ce taux élevé a également été noté chez les personnes traitées par placebo, bien qu’il soit comparativement plus élevé chez les personnes traitées par molnupiravir.
conclusion
L’étude actuelle a démontré que les signatures de traitement au molnupiravir pouvaient être détectées dans les bases de données de séquençage mondiales. Plus précisément, plusieurs longues branches phylogénétiques avec une abondance de mutations de transition ont été identifiées.
Les résultats impliquaient également que, dans au moins certains cas, des virus avec un nombre élevé de mutations induites par le molnupiravir ont été transmis à d’autres personnes, quoique de manière restreinte.
*Avis important
medRxiv 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.
