Verificou-se que variações em regiões de baixa complexidade no genoma da varíola dos macacos influenciam a transmissibilidade do vírus

Verificou-se que variações em regiões de baixa complexidade no genoma da varíola dos macacos influenciam a transmissibilidade do vírus

Em um estudo publicado recentemente bioRxiv * Servidores de pré-impressão, os pesquisadores examinaram se as regiões de baixa complexidade (LCRs) têm maior probabilidade de serem responsáveis ​​pelo surto atual do vírus da varíola dos macacos do clado IIb (MPX) de 2022 (MPXV) do que os polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs).

Lernen: Änderungen in einem neuen Typ von genomischem Akkordeon können die Paletten für eine erhöhte Übertragbarkeit von Affenpocken öffnen. Bildnachweis: MIA Studio/Shutterstock

*NOTA IMPORTANTE:O bioRxiv publica relatórios científicos preliminares que não foram revisados ​​por pares e, portanto, não devem ser considerados conclusivos, orientar a prática clínica/comportamento de saúde ou ser tratados como informações estabelecidas.

fundo

O surto contínuo de MPXV é devido à infecção pela subclasse IIb MPXV. Em contraste com os casos de MPX causados ​​​​pelo Clade I e Clade IIa pelo MPXV, o prognóstico atual do surto é amplamente favorável, apesar da transmissão do MPXV entre humanos ser significativamente mais eficiente. O MPXV evoluiu devido à pressão seletiva dos hospedeiros e às perdas genéticas na interação com o hospedeiro. Até o momento, tem havido explicações genômicas insatisfatórias para os SNPs responsáveis ​​pelo aumento da transmissibilidade do MPXV.

Sobre estudar

O presente estudo investigou se as variações de LCR são as principais responsáveis ​​pelas alterações genômicas do MPXV e pela epidemiologia inesperada do surto de MPXV-2022.

As sequências da linhagem MPXV do subclado II B.1 foram montadas de novo usando um método de mapeamento que incluiu o uso de metagenômica shotgun e sequenciamento de leituras curtas de ácido ribonucleico (RNA) e ácido desoxirribonucleico (DNA) obtido de esfregaços de lesões vesiculares de pacientes com MPX foram diagnosticados na Espanha entre 18 de maio e 14 de julho de 2022.

A resolução LCR foi realizada com base no mapeamento do genoma de referência e análises in silico foram realizadas. Os resultados foram aplicados a conjuntos de dados MPXV NCBI (National Center for Biotechnology Information) SRA (Sequence Read Archive) disponíveis publicamente (n = 35) de leituras brutas de molécula única. Uma combinação de diferentes estratégias de sequenciamento foi usada para determinar a sequência LCR real.

A distribuição de LCR entre diferentes grupos de genes ortólogos de poxvírus de proteínas funcionais (OPG) e a extensão da diversidade entre os 21 LCRs identificados foram comparadas. Para todos os LCRs em todas as amostras de dados, as frequências alélicas foram caracterizadas e avaliadas comparativamente.

Resultados

Um genoma MPXV HQS 353R, que representou o atual surto de MPXV em 2022, foi identificado com base em variações de LCR com variações significativas de STR nos LCRs. No genoma do MPXV, a entropia do LCR foi significativamente maior que a entropia do SNP. Análises in silico mostraram que a expressão, tradução, estabilidade ou função dos OPGs 153, 204 e 208 do MPXV poderiam ser influenciadas pelo acordo evolutivo genômico com expansões e contrações rítmicas do genoma.

Um total de 48 sequências do genoma do MPXV foram determinadas com profundidade de leitura ≥10x e 39.697.742 leituras HQ para cada swab. Um contig, dois contigs, três contigs e um contig pertenciam ao MPXV com 101%, 97% e 97% de cobertura da sequência MPXV M5312_HM12_Rivers, respectivamente. Foram identificados um total de 21 LCRs, com os pares de LCR 10/11 e 1/4 possuindo cópias semelhantes nas formações complementares reversas.

LCR3 continha um TR com a sequência ATAT [ACATTATAT]n, e a análise mostrou que n = 52. Nenhuma das sequências do genoma do ortopoxvírus MPXV publicamente disponíveis tinha um TR longo semelhante. Quatro sequências do genoma MPXV da linhagem IIb do clado B.1 do atual surto de MPXV em 2022 mostraram n = 54 a 62 repetições de LCR3, e o número de STRs distinguiu as sequências das sequências do genoma da linhagem A do subclado IIb (12 a 42 STRs em regiões LCR3). , indicando alta variabilidade genética em LCR3.

Da mesma forma, diferenças de STR específicas da linhagem da subclasse IIb MPXV foram detectadas no par 1/4 LCR. O par continha um STR com a sequência [AACTAACTTATGACTT]n, e os resultados da análise mostraram que n = 16. LCR3 parecia ser mais longo desde a propagação viral, enquanto o comprimento do par 1/4 LCR parecia ter diminuído e se comportado como um acordeão genômico ao longo do tempo.

As sequências genômicas da linha MPXV_USA_2022_MA001 do subclado II B.1 e 353R tinham 67 SNPs em comparação com as sequências de isolamento de referência da linha A do subclado II. Além disso, o 353R HQS continha dois pares SNP adicionais em repetições invertidas (ITRs) direita e esquerda, resultando em um códon de parada do gene OPG015. As sequências MPXV_USA_2022_MA001 e 353R também diferiram por dois indels (inserções-deleções) de bases localizadas nas posições 077.133 e 273.173, correspondendo às diferenças da região LCR2 e da região LCR5, respectivamente.

O 353R-HQS diferiu em 1.338 pares de bases (pb) e 1.342 pb no comprimento genômico em comparação com as sequências MPXV M5312_HM12_Rivers e MPXV_USA_2022_MA001, respectivamente. Os LCRs de MPXV foram distribuídos de forma não aleatória, com poder purificador significativo de seleção contra a introdução de LCR em locais conservados centrais. No 353R HQS, as regiões LCR 2, 5, 7, 10, 11 e 21 apresentaram diversidade genômica intra-hospedeiro com valores de entropia entre 0,2 e 1,7, com diversidade significativamente maior em LCRs em comparação com aquelas em SNPs. A distância euclidiana média entre amostras para LCRs ficou entre 0,1 (LCR21) e 0,7 (LCR2), e as diferenças de LCR mostraram significância estatística.

O par LCR 10/11 e LCR7 apresentaram variação considerável dentro do hospedeiro e diferenças alélicas predominantes entre as amostras. Os LCRs 5, 6 e 7 estavam localizados em um local conservado central definido do genoma do MPXV entre as posições do genoma 130.000 e 138.000, e o local incluía OPGs-152, 153 e 154. LCR7 estava localizado em um centro ORF funcional, enquanto LCR3 e 21 estavam localizados no promotor / local de início, que é provavelmente o ponto de partida do ORF alterado. A região entre as posições 170.000 e 180.000 incluía os LCRs 2, 3, 19, 20 e 21 e foi outro local de impacto funcional.

No geral, os resultados do estudo mostraram que a maior parte da variabilidade do genoma do MPXV ocorreu em LCRs. Portanto, pesquisas focadas nas diferenças fenotípicas do MPXV devem focar nas variações do LCR e não nas variações do SNP.

*NOTA IMPORTANTE:O bioRxiv publica relatórios científicos preliminares que não foram revisados ​​por pares e, portanto, não devem ser considerados conclusivos, orientar a prática clínica/comportamento de saúde ou ser tratados como informações estabelecidas.

Referência:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Sara Monzonet al. (2022). Änderungen in einem neuen Typ von genomischem Akkordeon können die Paletten für eine erhöhte Übertragbarkeit von Affenpocken öffnen. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.09.30.510261 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.30.510261v3

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