Dans une étude récente publiée dans Virusles chercheurs ont utilisé le séquençage du génome entier pour évaluer des échantillons de virus monkeypox de Washington et de l’Ohio aux États-Unis et ont identifié 25 échantillons avec des mutations perturbant le cadre de lecture ouvert (ORF).
Sommaire
Arrière plan
Début 2022, des épidémies de monkeypox ont été signalées dans des zones situées en dehors des régions endémiques d’Afrique de l’Ouest et centrale. L’agent étiologique du monkeypox est le virus du monkeypox (MPXV), un virus à acide désoxyribonucléique (ADN) double brin du Orthopoxvirus genre appartenant au Poxviridae famille. Le virus monkeypox possède un génome de 197 paires de kilobases (kb), qui code pour environ 190 gènes.
Les gènes liés à la réplication virale sont hautement conservés, mais les régions terminales codent en grande partie pour des protéines qui modulent le système immunitaire de l’hôte et sont sous pression de sélection. Comprendre les mutations du virus monkeypox et les changements dans les régions cibles précédemment utilisées améliorera le diagnostic et les options thérapeutiques et contribuera à limiter l’épidémie actuelle de monkeypox.
À propos de l’étude
La présente étude a extrait l’ADN d’échantillons d’écouvillons de lésions et a effectué un séquençage du génome entier pour identifier les mutations. Une séquence de souche de référence (MA001) a été utilisée pour cartographier les positions génomiques. Les délétions ont été confirmées par réaction en chaîne par polymérase (PCR) avec des amorces conçues pour flanquer les régions contenant les délétions.
De plus, une PCR numérique de gouttelettes a été réalisée pour évaluer le nombre de copies puisque les suppressions comprenaient les répétitions terminales inversées. Les ensembles d’amorces ont amplifié le gène MPXVgp004/MPXVgp188, qui est présent à la fois dans les régions de répétition terminales inversées, et une partie du gène F3L, qui ne se trouve pas dans les régions de répétition terminales inversées.
Résultats
Les résultats ont rapporté 25 échantillons cliniques avec 11 mutations différentes perturbant l’ORF. Vingt échantillons contenaient des mutations non-sens dans six gènes différents, et d’autres mutations comprenaient une mutation par décalage de cadre, une insertion et trois grandes délétions.
Dix échantillons, qui comprenaient des échantillons de Washington et de l’Ohio, avaient des mutations non-sens identiques dans les ORF MPXVgp004/MPXVgp188 trouvées dans les répétitions terminales inversées 5′ et 3′. Trois échantillons ont également révélé des mutations non-sens dans un ORF codant pour une protéine atténuant la réponse immunitaire de l’hôte. Une mutation non-sens dans le gène codant pour la protéine thymidylate kinase a entraîné une protéine non fonctionnelle. En revanche, d’autres mutations non-sens ont été trouvées dans les ORF et une région C-terminale de protéines dont les fonctions restent inconnues.
Dans l’un des échantillons de l’Ohio, l’ORF du gène MPXVgp135, qui code pour une sous-unité de polymérase d’acide ribonucléique (ARN) dépendante de l’ADN, a également révélé une insertion où une adénine supplémentaire a été insérée dans l’homopolymère d’adénine, entraînant une mutation de décalage de cadre.
Dans un autre échantillon de l’Ohio, une délétion de la cytosine du 11764e position concernant MA001 a provoqué une mutation par décalage de cadre dans le gène MPXVgp010, qui a abouti à une nouvelle région C-terminale comprenant 48 acides aminés. Le même échantillon contenait également une mutation non synonyme qui a remplacé la 324e positionner la méthionine avec l’isoleucine. De plus, une délétion de 913 paires de bases (pb) dans le gène MPXVgp010 dans l’un des échantillons de Washington a également entraîné une nouvelle région C-terminale.
Deux autres grandes délétions de 4205 bp et 6881 bp ont été trouvées dans des échantillons de l’Ohio et de Washington, respectivement. La suppression de 4205 pb a éliminé le codon d’initiation MPXVgp011 ORF et les régions MPXVgp012, MPXVgp013 et MPXVgp014, qui codent pour les protéines antagonistes de l’interféron de type I. La délétion a également créé un nouveau résidu C-terminal dans le gène MPXVgp015. La délétion de 6881 pb a éliminé les régions MPXVgp184 à MPXVgp188 et une région 3′ du gène MPXVgp182/B21R résultant en un ORF tronqué.
De plus, les auteurs ont exploré les fonctions de certains des gènes supprimés à l’aide de la littérature publiée et de la base de données Pfam (familles de protéines) et ont découvert que MPXVgp184 était un inhibiteur de l’apoptose. Le gène MPXVgp187 a été impliqué dans l’inhibition de la réponse immunitaire de l’hôte en sécrétant une protéine de type complexe d’histocompatibilité multiple qui se lie au groupe 2 tueur naturel, membre D (NKG2D) et empêche les cellules tueuses naturelles de se lier aux ligands cellulaires infectés.
En outre, la région supprimée du MPXVgp182/B21R contenait des épitopes ciblés pour le sérodiagnostic, ce qui suggère que la suppression était le résultat d’une pression de section pour l’évasion immunitaire.
L’analyse phylogénétique a rapporté que toutes les variantes de MPXV avec ces mutations documentées appartenaient à la lignée B.1 qui a émergé lors de l’épidémie de 2022 et ne représentaient pas de multiples introductions de souches divergentes. Les résultats ont également indiqué que toutes les souches présentant la mutation non-sens du gène MPXVgp004/MPXVgp188 appartenaient à la lignée B.1.8 et que les mutations semblaient être fixes et transmissibles.
conclusion
Dans l’ensemble, les résultats ont indiqué que la plupart des mutations dans le génome du MPXV se sont produites dans les régions de répétition terminales inversées et les régions codant pour des protéines qui modulent le tropisme de l’hôte et les réponses immunitaires de l’hôte. De plus, les mutations perturbatrices de l’ORF semblent être limitées aux gènes non essentiels.
Les mutations dans les répétitions terminales inversées et les régions utilisées comme épitopes cibles de sérodiagnostic soulignent également la nécessité de trouver des cibles plus conservées pour le diagnostic et la thérapie.
