Dans une étude récente publiée dans Biologie moléculaire et évolution, les chercheurs ont vérifié si les populations intra-hôtes plus denses du virus de l’immunodéficience humaine (VIH) présentaient une incidence plus élevée de co-infection et de recombinaison.
Le taux élevé de recombinaison du VIH est essentiel pour la diversité intra-hôte, l’évasion immunologique, la multirésistance aux médicaments et la préservation de l’intégrité génomique. Le taux de recombinaison moyen est de 105/pb/génération ou plus ; cependant, les recherches actuelles indiquent que cela ne représente peut-être pas l’écart complet dans divers contextes. Des études contextuelles récentes sur les séquences du VIH-1 ont signalé des régions froides et chaudes pour le retournement et la recombinaison de modèles, influençant la diversification de la population virale. Les chercheurs proposent que la démographie virale intra-hôte influence les taux de co-infection et de recombinaison chez les hôtes humains.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué l’association entre la densité de la population VIH et les taux de recombinaison.
L’équipe a effectué une analyse de recombinaison via la décroissance de liaison des séries temporelles (RATS-LD) pour séquencer longitudinalement les données de séquençage en masse du VIH intra-hôte provenant d’individus présentant des charges virales variées pour la recombinaison par réaction en chaîne par polymérase (PCR) afin d’évaluer la relation entre le nombre de VIH et la recombinaison. Ils ont utilisé des informations à lecture courte pour quantifier les taux de recombinaison intra-hôte et ont utilisé la dégradation de l’association génétique au fil du temps entre des paires de polymorphismes mononucléotidiques (SNP) avec des valeurs D’ accrues. Ils ont utilisé des mesures de dégradation des liaisons (LDM) pour établir une association empirique entre la dégradation des liaisons et le temps et la distance entre les paires de SNP associées à chaque LDM.
L’équipe a évalué RATS-LD à l’aide de données simulées avec neutralité et paramètres décrivant mieux le VIH intra-hôte. Ils ont répliqué deux sous-populations VIH liées par migration au taux m pour déterminer si la différence dans la taille effective de la population modifierait les modèles de liaison de manière suffisamment significative pour affecter la précision de RATS-LD.
RATS-LD a été appliqué aux données in vivo sur le VIH, les chercheurs déterminant la charge virale moyenne pour chaque paire de points dans le temps chez un individu et la comparant à la charge virale moyenne entre les points dans le temps. Ils ont ensuite divisé les données en trois groupes avec un nombre à peu près égal de LDM en fonction des tertiles de la charge virale. Les chercheurs ont utilisé SLiM pour générer des populations avec des taux de recombinaison connus afin d’évaluer la capacité de l’ATS-LD à quantifier les taux de recombinaison. De plus, ils exécutent des simulations utilisant des coefficients de sélection pour améliorer la précision de la réplication du développement intra-hôte du VIH afin de tester les performances de RATS-LD en présence de sélection.
Pour estimer les taux de recombinaison in vivo, les chercheurs ont utilisé les données longitudinales de séquençage profond du VIH issues d’une étude récente. Pour éviter la surinfection, ils ont utilisé une analyse sans intervention pour supprimer les données d’un individu à la fois et une analyse simultanée. Ils ont également examiné les génomes viraux de quinze individus qui avaient récupéré des populations virales après avoir reçu une seule perfusion d’anticorps largement neutralisants.
Résultats
Pour les échantillons présentant les charges virales les plus faibles (moins de 26 800 copies/mL), le taux de recombinaison était de 1,5 événements/pb/génération, ce qui est cohérent avec les estimations précédentes. Les populations VIH ayant une charge virale comprise dans le tiers inférieur de l’ensemble de données ont montré des taux de recombinaison conformes aux estimations antérieures (1,5/paire de bases/génération), tandis que celles dont la charge virale dépassait 82 000 copies/mL présentaient un taux de recombinaison médian près de six fois plus élevé.
De plus, les chercheurs ont observé une augmentation de la charge virale avec une recombinaison efficace chez des individus isolés. Les simulations de sélection ont donné des courbes de décroissance de liaison plus bruyantes que les simulations neutres ; néanmoins, RATS-LD pourrait représenter les taux de recombinaison sous-jacents. L’estimation RATS-LD n’a pas affecté les taux de migration supérieurs à 104 ; cependant, des taux de migration très faibles ont légèrement abaissé les estimations. Des charges virales plus élevées semblent être associées à une recombinaison plus rapide entre les individus, bien que les charges virales puissent également varier considérablement au sein des individus au fil du temps.
Le participant 1 a démontré une différence significative dans les taux de recombinaison au cours des périodes avec des charges virales supérieures et inférieures à la médiane de 165 500 copies/mL malgré une diversité génétique élevée et un large éventail de mesures de charge virale. Le taux de recombinaison augmente de façon plus spectaculaire dans les groupes présentant la charge virale la plus élevée. Les résultats ont indiqué que la densité du VIH au sein de l’hôte varie considérablement selon les hôtes humains, ce qui induit des variations considérables des taux de recombinaison dans les contextes in vivo. Cette variation inconnue du taux de recombinaison peut influencer l’interprétation des données intra-hôtes sur le VIH et la dynamique évolutive.
Conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que les taux de recombinaison au sein des populations virales peuvent fluctuer de manière dynamique, affectant éventuellement les populations facultativement asexuées avec une colocalisation géographique changeante. Ces taux ne sont pas constants et les circonstances intra-hôte les affectent. Les effets médiés par les réseaux de contacts sont probables dans des groupes autres que le VIH.
Des taux accrus de recombinaison dans les populations VIH peuvent masquer une compartimentation géographique, mais un faible nombre de VIH parmi les individus sous traitement antirétroviral partiellement suppressif peut minimiser les mutations liées à la résistance aux médicaments. Des taux de recombinaison plus élevés peuvent être plus fréquents chez les espèces facultativement asexuées.
