Les réarrangements génomiques du virus de la variole du singe pourraient être un signe d'adaptation à l'hôte humain

Les réarrangements génomiques du virus de la variole du singe pourraient être un signe d'adaptation à l'hôte humain

Dans une étude récemment publiée bioRxiv * Preprint Server, les chercheurs ont examiné les réarrangements génomiques dans le génome du virus de la variole du singe (MPXV) et ont examiné si ces réarrangements représentaient une adaptation virale aux humains (hôte).

Lernen: Mögliche Anpassung des Affenpockenvirus 2022 an den menschlichen Wirt durch Genduplikation und -verlust. Bildnachweis: Kateryna Kon/Shutterstock

*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.

arrière-plan

Des études ont rapporté que les poxvirus évoluent plus lentement que les virus à acide ribonucléique (ARN), les réarrangements génomiques tels que la perte ou le gain de gènes étant les principaux moteurs de l'adaptation aux hôtes. En 2022, l’épidémie de MPXV a touché la plupart des régions du monde et le MPX semble s’être établi dans les communautés humaines.

À propos des études

Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué les pertes et les gains génomiques du MPXV et examiné s’ils étaient représentatifs de l’adaptation du MPXV aux hôtes humains.

Au total, 339 échantillons confirmés positifs au MPXV par réaction en chaîne par polymérase (PCR) ont été séquencés par analyse du génome entier (WGS). L’équipe a extrait l’acide désoxyribonucléique (ADN) des échantillons et préparé des bibliothèques de fusils de chasse. Ils ont construit les génomes du MPXV par assemblage de novo et les ont cartographiés sur une séquence protéique de référence. Les séquences ont été alignées et tous les génomes ont été soumis à la base de données GenBank du NCBI (National Center for Biotechnology Information).

Résultats

L’équipe a signalé cinq génomes d’épidémie de MPXV en 2022 avec des duplications et des pertes de gènes importantes, y compris des duplications allant jusqu’à 18 000 paires de bases (pb) à l’extrémité génomique opposée de la région des répétitions inversées terminales gauche (L) à droite (R) (ITR) et des délétions du site d’insertion allant jusqu’à 16 000 pb comme adaptation probable à l’hôte humain.

Les duplications L-à-R ont également été trouvées dans un génome du clade I MPXV de 2005 et dans un génome de l'épidémie multinationale actuelle de MPXV en 2022. De plus, les duplications d'extrémité R-à-L ont été détectées avec le génome MPXV/Allemagne/2022/RKI339. Le génome MPXV/Allemagne/2022/RKI338 a montré une délétion de 2 309 pb au même endroit en aval du L ITR mais sans insertion.

Des duplications identiques ont été observées dans 20 génomes MPXV du clade II entre 1958 et 2018. Le génome MPXV/Allemagne/2022/RKI335 a montré des duplications depuis la région en aval du L ITR, y compris les gènes MPXVgp-005 et -007, vers la région localisée au-dessus du R ITR entre les gènes MPXVgp-182 et -188, ce qui entraîne dans Troncature de MPXVgp-184 et -187 et suppression complète de MPXVgp185 et MPXVgp186.

La taille de duplication (2921 paires de bases) dans la région R-terminale et la délétion de 8893 pb ont abouti à la formation d'un génome total de 191176 pb de long avec une extension de la région ITR comprise entre 6400 pb et 9398 pb. Des délétions et des duplications identiques ont été observées dans le génome MPXV/Allemagne/2022/RKI336 avec duplication et insertion des gènes MPXVgp-005 à -008 entre MPXVgp-177 et -188 à l'extrémité R, avec troncature de MPXVgp187 et suppression complète du gène MPXVgp-178 à -186.

Une duplication de 4 040 pb et une délétion de 15 303 pb ont abouti à la formation d'un génome long de 185 852 pb avec des ITR de 10 460 pb. Le génome MPXV/Allemagne/2022/RKI337 a montré un modèle de délétion et de duplication identique avec les plus grandes duplications longues de 5 282 pb [MPXVgp-005 à -010 (raccourci)] vers la région R-terminale avec la plus grande délétion de 16 926 pb [MPXVgp-176 à -187 (raccourci)]. La longueur du génome MPXV/Allemagne/2022/RKI337 était de 185 251 pb avec 11 641 ITR de paires de bases.

Le génome du MPXV Soudan 2005 a montré une duplication de 10 550 paires de bases dans la même région après l'ITR L vers R et une délétion de 2 108 pb. La duplication dans le génome E-ChVir28389 a montré une duplication de 858 pb de l'ITR L vers R et une délétion de 2 048 pb. De plus, des duplications d’extrémité R vers L ont été observées pour le génome MPXV/Allemagne/2022/RKI339, qui présentait une duplication de 18 214 pb [gènes MPXVgp174 (raccourci) à 187 (raccourci)] dans la région L-terminale, entraînant des délétions de gènes MPXVgp-005 à -010 de 6 701 paires de bases.

La longueur du génome a augmenté jusqu'à 208 804 pb avec des ITR étendus de 24 695 pb. Toutes les duplications L vers R contenaient ≥ 1 des gènes MPXVgp-005 à -014 avec suppression de ≥ 1 gènes MPXVgp-175 à -187 ou vice versa pour les duplications R vers L. Les gènes supprimés étaient corrélés à la perte de signalisation antigénique ou à la persistance évolutive continue grâce à l'atténuation de la maladie.

En revanche, les gènes acquis peuvent favoriser l’évasion immunitaire des réponses de défense de l’hôte. MPXVgp-006 est une protéine semblable au facteur de croissance épidermique présentant une homologie avec le gène C11R du virus de la vaccine, et des expériences de culture cellulaire ont montré que C11R diminue l'activation du facteur nucléaire kappa B (NF-κB). Les autres gènes dupliqués étaient MPXVgp-008 (protéine à doigt de zinc, inhibition de l'apoptose), MPXVgp-009 [inhibiteur fonctionnel de l'interleukine (IL) -18] et MPXVgp010 (ankyrine abrégée ou protéine de la gamme hôte).

De plus, toutes les duplications de gauche à droite ont provoqué des délétions d'au moins MPXVgp-184 (tronqué) à -187 (tronqué), et MPXVgp-184,186 n'a montré aucune homologie avec les orthopoxvirus. MPXVgp-185 a montré une homologie avec le gène B22R de la vaccine, qui est homologue aux inhibiteurs de la sérine protéase. Il a été démontré que la suppression de B22R réduit la virulence et la réplication du virus de la vaccine.

Pour les gènes MPXV/Allemagne/2022/RKI337 et MPXV/Allemagne/2022/RKI336, MPXVgp180 (B19R) et MPXV182 (B21R) ont ensuite été supprimés et identifiés comme candidats pour des gènes de virulence MPXV potentiellement importants. Le troisième candidat D10L (MPXVgp013) et les gènes B19R et B21R ont été dupliqués dans le génome MPXV/Allemagne/2022/RKI339, et le quatrième a été dupliqué dans le génome Soudan KC257459 MPXV.

Diplôme

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont mis en évidence les duplications et les pertes de gènes comme mécanismes probables de l’épidémie actuelle de MPXV de 2022 pour l’adaptation de l’hôte et ont souligné la nécessité de poursuivre les efforts de surveillance du génome du MPXV au lieu ou en conjonction avec la surveillance continue des mutations non synonymes du MPXV.

*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:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Mögliche Anpassung des Affenpockenvirus 2022 an den menschlichen Wirt durch Genduplikation und -verlust. Annika Brinkmannet al. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.10.21.512875 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.21.512875v1

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