Des scientifiques présentent un nouveau cadre de haute précision pour la surveillance génomique du SRAS-CoV-2

Dans une étude récente publiée dans le medRxiv*serveur de préimpression, les chercheurs ont présenté un nouveau cadre pour la surveillance génomique du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) basé sur des études de cas de New York (NY), des États-Unis (USA) et du Royaume-Uni (UK) .

Le SRAS-CoV-2 a présenté une transmissibilité considérablement accrue en raison de l’évolution continue de la protéine de pointe (S) du SRAS-CoV-2 qui médie les interactions de liaison entre le SRAS-CoV-2 S et hACE2 (enzyme de conversion de l’angiotensine humaine 2) et, par conséquent, l’efficacité de l’invasion de l’hôte par le SARS-CoV-2. Les mutations SARS-CoV-2 S affectent non seulement la transmission virale, mais augmentent également les risques de réinfection, ce qui soulève des inquiétudes quant à l’efficacité des vaccins contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont développé un cadre de surveillance génomique du SRAS-CoV-2 basé sur des études de cas de New York, du Royaume-Uni et des États-Unis et des données obtenues de la base de données Global Initiative to Share All influenza data (GISAID).

Le cadre reposait sur des sites génomiques coévolutifs comme blocs de construction plutôt que sur des séquences génomiques et considérait les relations entre les colonnes d’alignement de séquences multiples (MSA) dans lesquelles chaque colonne représentait un locus ou un site génétique. La MSA était considérée comme irréductible et comme présentant un motif complexe représentatif des relations coévolutives entre différents sites génomiques, de sorte que si plusieurs sites étaient liés, des mutations concomitantes se produiraient sur tous les sites ; cependant, le lien serait préservé.

Le lien entre la variante à base de motifs (M) d’Omicron (Omicron^MÈTRE) avec BA.1^MÈTRE mutations et variantes basées sur la phylogénie d’Omicron (P) (Omicron^P) avec BA.1^P Les mutations du SARS-CoV-2 S ont été testées lorsque le cadre a déclenché une alerte (dans la première semaine de décembre 2021). En outre, les liens annexes dans Delta^MÈTREBA.2^MÈTREBA.4^MÈTRE et BA.5^MÈTRE lorsque leurs alertes motivées correspondantes ont été évaluées.

Les différentiels de motifs complexes (D) ont été analysés pour améliorer la compréhension des structures relationnelles de l’évolution de la MSA. Des alertes n’étaient émises que pour des valeurs D suffisamment grandes et la présence de clusters critiques (clusters persistants avec des augmentations d’entropie> 0,35), et une variante était considérée comme une variante clé si elle constituait> 50% de la population dans un lieu déterminé .

Le cadre de surveillance a été appliqué de manière prospective et rétrospective. L’analyse rétrospective était basée sur les données de séquence du SARS-CoV-2 obtenues au Royaume-Uni (lors de l’émergence des variants Delta et Alpha) et aux États-Unis (lors de l’émergence des variants Omicron et Omicron BA.2). Pour l’analyse, la prévalence du SRAS-CoV-2 était connue et les menaces pouvaient être cartographiées.

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Pour une analyse prospective, les données de New York sur l’occurrence d’Omicron BA.2.12/Omicron BA.2.12.1 et d’Omicron BA.4/BA.5 ont été analysées, et toutes les menaces de SRAS-CoV n’ont pas pu être cartographiées. , est considéré comme inconnu. La surveillance a été validée en testant les populations de SRAS-CoV-2 à diverses échelles temporelles et spatiales : ville, état, pays et sur trois jours, hebdomadaire et mensuelle.

Résultats

Le cadre a émis des alertes basées sur les données et les motifs du GISAID le 16 mai 2022 concernant un groupe de sites co-évolutifs comprenant plusieurs sites génomiques (n = 7) qui ont été attribués à Omicron BA.5, dont un site codé la mutation D3N dans la protéine membranaire du SRAS-CoV-2 (M), trois sites ont codé la mutation ORF6:D61L et trois sites ont codé les mutations A27259C, C27889T et C26858T.

Lorsqu’une nouvelle perspective a été acquise et projetée sous forme de séquences, le cluster s’est séparé en deux blocs mutuellement exclusifs (nuc:C27889T, m:D3N) comprenant des régions co-évolutives liées à des substitutions d’acides aminés inverses telles que ORF6:D61L,nuc:A27259C, core :C26858T. Le cadre a émis des alertes en temps opportun basées sur l’apparition et la disparition de variantes du SRAS-CoV-2 avec des précisions de 99 %, 89 % et 100 % pour les études de cas de New York, du Royaume-Uni et des États-Unis, respectivement, et > 85 % de précision globale .

Dans des études de cas, l’équipe a découvert que les sites coévolutifs contenus dans des grappes critiques présentaient presque toujours des mutations inverses ou des mutations exclusives. micron^MÈTRE représentait un groupe critique unique de 55 sites coévolutifs présentant Omicron^P mutations (n=30), BA.1^P mutations (n=13) et Delta^P (n = 13) mutations inverses. Le cluster s’est agrandi la semaine suivante pour contenir 68 sites coévolutifs comprenant tous les sites qui présentaient BA.1^P mutations

Les variantes du SRAS-CoV-2 qui ont déclenché des alertes présentaient des mutations inverses liées dans leurs groupes critiques sous-jacents, à l’exception de BA.2.12. De plus, BA.5 ne différait pas de BA.4 dans les mutations SARS-CoV-2 S, bien que BA.5 présentait un cluster critique indépendamment de toute mutation SARS-CoV-2 S et impliquait une mutation SARS M distincte. 2. Les alertes émises par le système de surveillance étaient spécifiques mais cohérentes dans plusieurs régions géographiques et étaient robustes pour plusieurs choix de paramètres.

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont mis en évidence la précision du nouveau cadre de surveillance du SRAS-CoV-2 dans l’émission d’alertes en temps réel et fondées sur la raison sur l’apparition et la disparition de variantes clés du SRAS-CoV-2. Les groupes critiques qui ont déclenché les alertes ont pu détecter des mutations variantes, et les variantes ont été caractérisées en liant des mutations qui déviaient de la souche SARS-CoV-2 de type sauvage (WT) et des mutations inverses.

*Nouvelles importantes

medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et ne doivent donc pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique ou les comportements liés à la santé, ou être traités comme des informations établies.