Analyse bioinformatique des interactions entre le virus de la variole du singe et les cellules hôtes

Analyse bioinformatique des interactions entre le virus de la variole du singe et les cellules hôtes

Bien que l’infection par le virus de la variole du singe ait été principalement détectée en Afrique occidentale et centrale, ce virus à ADN double brin a été signalé dans de nombreux pays hors d’Afrique depuis mai 2022. Semblable au virus de la variole, le virus de la variole du singe appartient également à la famille des orthopoxvirus et est moins grave. L’Organisation mondiale de la santé a récemment déclaré l’épidémie mondiale de variole du singe comme une urgence de santé publique de portée internationale.

Apprendre: Une approche bioinformatique pour analyser systématiquement les modèles moléculaires des interactions entre le virus de la variole du singe et les cellules hôtes. Crédit image : Yéti tacheté / Shutterstock

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En règle générale, les symptômes de la variole du singe durent environ 2 à 4 semaines, avec un faible taux de mortalité de 3,6 % en Afrique de l'Ouest et de 10,6 % dans le bassin du Congo. La période d'incubation de ce virus est comprise entre 5 et 21 jours, ce qui n'est pas contagieux. Les patients infectés par la variole du singe souffrent de maux de tête, de fatigue, de fièvre, de douleurs musculaires et d'adénopathies. Dans les trois jours suivant l'infection, des éruptions cutanées apparaissent sur diverses parties du corps telles que le visage, les mains, les jambes, la muqueuse buccale, la conjonctive, les organes génitaux et la cornée.

Les deux principales voies de transmission des maladies sont la transmission interhumaine et interhumaine. Des études récentes liées à l'épidémie de variole du singe ont fait état d'une transmission par les HSH (hommes ayant des rapports sexuels avec des hommes).

La majorité des données disponibles basées sur l’infection par la maladie du singe sont des rapports de cas. Il existe très peu d’études sur les interactions entre le virus et l’hôte. Il est important de comprendre les mécanismes sous-jacents associés aux interactions du singe avec les humains pour provoquer des infections graves. Ces informations pourraient aider à développer des traitements efficaces pour guérir et prévenir les infections par la variole du singe.

Une étude récemment publiée sur bioRxiv * Le serveur de préimpression a signalé l'interaction entre la variole du singe et les cellules humaines. Des séquences moléculaires ont été criblées pour identifier les gènes différentiellement exprimés (DEG) et leurs voies de signalisation, de régulation de l'expression et métaboliques associées. Ces résultats pourraient aider à déterminer une cible efficace pour le traitement futur de la variole du singe.

À propos des études

Pour évaluer les effets de l'infection par le Monkeypox sur les cellules humaines au niveau de la transcription, des ensembles de données de séquençage moléculaire, à savoir GSE36854 et GSE11234, ont été obtenus à partir de la base de données Gene Expression Omnibus (GEO). L'ensemble de données GSE36854 contenait huit échantillons de la souche IHD-W du virus de la vaccine, de la souche du virus de la vaccine Brighton Red, de la souche du virus de la variole du singe MSF infectée par des cellules Hela et un échantillon vierge.

L'ensemble de données GSE11234 était basé sur GPL6763, qui comprenait de nombreux types de poxvirus et d'informations sur les modèles de génome humain. Les échantillons de cellules Hela infectées par le singe ont été analysés pour observer les changements génomiques. Les séquences moléculaires ont été traitées et visualisées pour identifier des gènes exprimés de manière significative et unique.

Résultats de l'étude

Au total, 84 DEG autres que les gènes d'histone ont été trouvés, qui ont été utilisés pour des études plus approfondies. Les interactions virales reposent en grande partie sur les gènes précoces pour infecter les cellules hôtes et assurer leur survie, leur réplication et leur transmission. Ces gènes sont également associés à la régulation de l’immunité de l’hôte. Par conséquent, l’état d’expression des gènes du virus de la variole du singe a été analysé et 26 gènes précoces putatifs codant pour la protéine répétée de l’ankyrine ont été découverts.

En comparant les données de séquençage de nombreux échantillons de variole du singe provenant de l’épidémie de 2022 et du gène D1L documenté au Royaume-Uni en 2018, plusieurs mutations de sites ont été observées. Ces mutations pourraient être responsables d’une meilleure adaptation chez l’hôte humain et d’une meilleure transmission interhumaine.

Les changements à l’intérieur du corps provoqués par des stimuli externes pourraient être examinés en analysant les voies de signalisation. Il a été observé que les DEG des cellules Hela infectées par le singe sont associés aux voies de signalisation KEGG, telles que la voie de signalisation du TNF, la voie de signalisation de l'IL-17, la voie de signalisation NF-kappa B, l'interaction cytokine-récepteur de cytokine, la voie de signalisation du récepteur de lectine de type C, l'infection par l'herpèsvirus associé au sarcome de Kaposi, la différenciation des cellules Th17, la voie de signalisation des récepteurs de type NOD, le cancer du poumon à petites cellules et les lymphocytes T humains. infection par le virus de la leucémie. Cette découverte suggère que l’infection par la variole du singe déclenche des réponses immunitaires et provoque une réponse inflammatoire.

Une analyse des maladies génétiques (GD) a été réalisée pour prédire la relation entre les DEG du Monkeypox et diverses maladies. Cette analyse a révélé l'association de l'infection par le Monkeypox avec la cirrhose du foie, les lésions de reperfusion, les néoplasmes mammaires, l'inflammation, la maladie hypertensive, l'arthrite juvénile et l'ischémie cérébrale. Les résultats de cette étude concordaient avec les rapports précédents révélant des complications et des séquelles de la variole du singe. En outre, la présente étude a également observé une association entre l’infection par la variole du singe et la manifestation de la schizophrénie et de la dépression psychologique.

Le rôle de la prostaglandine endoperoxyde synthase 2 (PTGS2), également connue sous le nom de cyclooxygénase 2 (COX-2), n'a pas été rapporté dans l'infection par la variole du singe. Cependant, sur la base des preuves disponibles concernant d’autres maladies, on pensait que le virus de la variole du singe régulait le processus pathologique en contrôlant le PTGS2.

Les gènes centraux tels que IFIT1, IFIT2, IER3, ZC3H12A, IL11, EREG, IER2, FST, NFKBIE et AREG des cellules HELA infectées par la variole du singe ont été extraits. En règle générale, les gènes hub sont associés à divers processus biologiques. Les auteurs ont identifié les principaux facteurs de transcription qui régulent les gènes hub, à savoir h. IRF1, GLIS2, SIN3A, FOXJ2, Smad5, ZFX et ATF1, ainsi que des miARN (par exemple hsa-mir-21-3p, hsa-mir-16-5p, hsa-mir -520c-3p, hsa-mir -1343-3p, hsa-mir-335-5p et hsa-mir -203-3p).

Conclusions

L'étude actuelle a révélé que le virus de la variole du singe inhibe deux gènes antiviraux, à savoir IFIT1 et IFIT2. De plus, l'analyse bioinformatique via la base de données CellMiner a montré que l'AP-26113 (brigatinib) et l'itraconazole sont prometteurs pour le traitement des infections par la variole du singe.

*REMARQUE importante

bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui n'ont pas été évalués par des pairs et ne doivent donc pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/le comportement en matière de santé, ou être traités comme des informations établies.

Référence:

• Tang, Z. et al. (2022) Ein bioinformatischer Ansatz zur systematischen Analyse der molekularen Muster von Interaktionen zwischen Affenpockenvirus und Wirtszelle. bioRxiv 2022.10.12.511850; doi: https://doi.org/10.1101/2022.10.12.511850, https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.12.511850v1

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