L’étude attribue la transmissibilité accrue du Monkeypox Clade IIb aux accordéons génomiques

L’étude attribue la transmissibilité accrue du Monkeypox Clade IIb aux accordéons génomiques

Dans une étude récente publiée dans bioRxiv * Serveur : Des chercheurs ont mené une étude génomique des cas confirmés de virus Monkeypox (MPXV) diagnostiqués en Espagne entre le 18 mai et le 14 juillet 2022.

Lernen: Genomische Akkordeons könnten der Schlüssel zur erhöhten Übertragbarkeit von Monkeypox Clade IIb sein. Bildquelle: FOTOGRIN/Shutterstock

*REMARQUE importante :bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et ne doivent donc pas être considérés comme concluants, destinés à guider la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.

arrière-plan

Dans l’épidémie actuelle, le nombre de transmissions disséminées du MPXV est resté systématiquement faible et la transmission de personne à personne (PTP) semble se produire après l’apparition d’une éruption cutanée localisée primaire. Si ce dernier mode est responsable de la transmission du MPXV, il devrait également se refléter au niveau génomique. À ce jour, toutes les études génomiques se sont concentrées sur la description de l’histoire évolutive du MPXV et sur le suivi de son introduction dans le virus dans les pays occidentaux.

Ces études ont révélé que le groupe MPXV 2022 diverge des MPXV 2016-2019 correspondants d'une moyenne de 50 polymorphismes mononucléotidiques (SNP), avec environ 24 mutations non synonymes, environ 18 mutations synonymes et quelques différences intergéniques. Ils ont attribué le biais de mutation principalement à l’action des enzymes catalytiques de type 3 polypeptide-like éditant l’ARNm de l’apolipoprotéine B (APOBEC3). En outre, ils ont décrit des variations génétiques du MPXV, notamment la suppression des gènes immunomodulateurs. Jusqu’à présent, l’hôte exerçait une pression sélective et la perte des gènes qui interagissent avec le virus était le moteur de l’évolution du MPXV.

Des études évolutives rétrospectives ont démontré les stratégies adaptatives uniques du MPXV ; Cependant, ces études n’ont pas réussi à résoudre les régions génomiques comportant de nombreuses répétitions, en particulier les régions de faible complexité (LCR). Les LCR ne sont pas localisés au hasard dans le génome et peuvent être associés à des changements adaptatifs liés aux différences de transmissibilité du MPXV. Ils ont différents niveaux de complexité, tels que des répétitions dinucléotidiques, trinucléotidiques ou palindromiques plus complexes. Des études antérieures ont montré que les accordéons génomiques constituent une voie rapide d'adaptation des poxvirus lors de passages en série. Il existe un besoin urgent d'examiner ces caractéristiques génomiques dans le contexte de l'adaptation évolutive du MPXV.

À propos de l'étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont examiné les effets des LCR, y compris toutes les courtes répétitions en tandem (STR) et les modifications homopolymères, dans le génome du MPXV. Ils ont comparé la distribution des LCR entre différents groupes fonctionnels clés du génome du MPXV. De plus, les chercheurs ont évalué l’étendue des variations intra-hôte et inter-hôte du LCR.

L’équipe a d’abord obtenu un génome de haute qualité à partir d’un liquide vésiculaire non traversé provenant d’un cas de MPXV en Espagne. Ils ont ensuite utilisé une réaction en chaîne par polymérase (PCR) emboîtée MPXV validée conventionnelle ciblant le gène du récepteur de la transferrine (TFN) pour confirmer la présence de MPXV dans des écouvillons provenant de lésions cutanées. Ensuite, ils ont combiné trois technologies de séquençage, NovaSeq, MiSeq et le séquençage nanopore, pour lire l’intégralité du génome.

Résultats de l'étude

Seuls deux échantillons de génome, 353R et 349R, ont fourni des mesures virales de haute qualité pour comparer les fréquences alléliques dans la plupart des zones LCR. Alors que LCR8 et LCR9 ne présentaient aucune variation, LCR7 et LCR10/11 présentaient une variation significative au sein de l'hôte et des différences dans l'allèle prédominant entre les échantillons. Sur la base de l'hétérozygotie du génome entier, l'ampleur et l'ampleur des variations étaient significativement plus élevées pour les LCR que pour les SNP, et la même chose s'est également produite au sein de l'hôte.

Quatre échantillons appartenaient à B.1.1, défini par une mutation d'acide aminé dans OPG094 R194H. Ils ont identifié un échantillon comme étant B.1.3, défini par la mutation d'acide aminé R84K, correspondant à la position G190.660A, et les échantillons restants appartenaient au clade IIb de B1. Parmi le groupe IIb, les souches B1 présentaient systématiquement 16 répétitions. La souche A.1 était polymorphe, les souches A.2 présentaient 23, 25 et 26 répétitions, tandis que les souches plus anciennes de la lignée A présentaient 32, 43, 53 et 71 répétitions. Bien que les chercheurs aient découvert des groupes supplémentaires parmi les isolats espagnols définis par certains changements de SNP ; Cependant, ils n’ont trouvé un lien épidémiologique que dans un seul cas.

Étant donné que les résultats de la présente étude ont montré une association limitée entre les modifications du SNP et l’épidémiologie virale, un effet de convergence potentiel s’est probablement produit pour cette classe de virus, nécessitant un changement d’orientation dans leurs études d’épidémiologie génomique. Les chercheurs ont identifié 21 LCR, 13 STR et huit homopolymères. La comparaison du niveau de diversité entre les 21 LCR identifiés avec la variabilité du SNP a révélé huit régions LCR (1/4, 2, 3, 5, 6, 7, 10/11, 21) présentant des signes évidents de variation au sein de l'hôte et entre les échantillons.

Cinq LCR ont été colocalisées dans deux régions du génome du MPXV, les LCR 5, 6 et 7 étant situées au cœur du génome du MPXV. Les LCR 3 et 21 étaient situés dans la région immunomodulatrice et les trois autres LCR étaient situés dans la région putative traduite des gènes MPXV OPG153 (A26L), OPG204 (B16R) et OPG208 (B19R). Les changements dans le nombre de répétitions observés dans LCR3 et LCR21 ont suivi le même schéma en élargissant la région N-terminale d'un cadre de lecture ouvert (ORF) immunomodulateur. Compte tenu de la longueur répétitive inhabituelle de LCR3, le clade IIb MPXV peut nécessiter de grandes quantités de tyrosine : acide ribonucléique traductionnel (ARNt) pour traduire le gène OPG208. Cela peut représenter une autre méthode potentielle par laquelle les séquences virales répétées en tandem s’adaptent à un nouvel environnement en modulant l’expression de l’ORF.

Les chercheurs ont constaté que les changements associés à LCR21/OPG204 étaient subtils. Ils n’ont pas observé de changements dans le nombre de répétitions, mais plutôt dans les mutations. Par conséquent, la plupart des virus du clade IIb présentaient plusieurs démarrages alternatifs suivis d’un acide aminé lysine toujours codé par le codon le plus rare. Le domaine de variabilité le plus intrigant observé dans l’ORF concernait le gène OPG153, qui est un facteur essentiel dans la transmission et la virulence de l’OPXV. Par exemple, il s’agit du gène central qui a été le plus souvent « perdu » au cours de l’évolution du virus de la variole. La région répétée LCR7, située dans le domaine central d'OPG153, code pour une région d'acide polyaspartique (poly-D) non structurée qui est conservée parmi les OPXV ; cependant, sa longueur varie considérablement. Fait intéressant, les souches MPXV de classe IIa ont un poly-D prolongé de 21 acides aminés.

Conclusions

Les résultats de l’étude ont élargi le concept d’accordéons génomiques dans l’évolution du MPXV. L'étude a montré que les LCR du génome, actuellement non résolus dans les études génomiques, pourraient être cruciaux pour gérer les changements dans la gamme d'hôtes ou la virulence et contenir des informations importantes sur la transmission. Par conséquent, il est nécessaire d’établir une nouvelle approche standardisée pour générer et analyser les données de séquençage qui donnent la priorité à ces régions. D’autres études fonctionnelles sont nécessaires de toute urgence pour compléter cette étude génomique comparative.

*REMARQUE importante :bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et ne doivent donc pas être considérés comme concluants, destinés à guider la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.

Référence:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Sara Monzon, Sarai Varona, Anabel Negredo, et al. (2022). Genomische Akkordeons könnten der Schlüssel zur erhöhten Übertragbarkeit von Monkeypox Clade IIb sein. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.09.30.510261 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.30.510261v2

.