Une étude publiée dans communication nature décrit que des goulots d’étranglement de transmission étroits restreignent l’évolution du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) dans la chaîne de transmission. Le SRAS-CoV-2 est l’agent pathogène à l’origine de la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).
Bas
L’évolution virale au sein et entre les hôtes est associée à de multiples événements de goulot d’étranglement qui réduisent considérablement la taille et la diversité génétique des populations virales. Le goulot d’étranglement de la transmission fait référence à la quantité de particules virales qui se propagent à partir d’un hôte infecté pour induire une infection chez un autre individu.
Dans le cas d’un goulot d’étranglement de transmission étroit, la plupart des mutations accumulées au sein d’un hôte ne sont pas transmises vers l’avant. Les goulots d’étranglement serrés réduisent également le nombre de particules virales qui se répliquent efficacement pour produire les prochaines générations. Dans les populations plus petites, la pression de sélection nécessaire à l’évolution virale devient moins efficace.
Ainsi, les goulots d’étranglement de transmission serrés limitent l’évolution adaptative d’un virus en empêchant la propagation des mutations nouvellement accumulées. Des goulets d’étranglement de transmission serrés ont été observés dans le passé pour de nombreux virus, y compris le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), le virus de la grippe et le SRAS-CoV-2.
Dans l’étude actuelle, les scientifiques ont exploré si des taux élevés de transmission virale influencent les goulots d’étranglement de transmission pour réguler le développement de variantes plus agressives du SRAS-CoV-2.
Dynamique de transmission et diversité génétique du SRAS-CoV-2
Au total, 168 personnes de 65 ménages ont participé à l’étude. Les isolats viraux recueillis auprès des participants ont subi un séquençage du génome entier de haute qualité pour identifier les variantes virales.
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Sur la base des résultats du séquençage, l’analyse finale de la transmission comprenait 45 ménages, 110 personnes et 134 paires de transmission potentielles. Les variantes préoccupantes (COV) du SRAS-CoV-2 identifiées dans ces ménages étaient alpha, bêta, delta et omicron.
Une transmission rapide du SRAS-CoV-2 a été observée dans les ménages étudiés. La durée moyenne d’apparition des symptômes entre le cas index et le contact était de 2 à 3,5 jours. Cependant, aucune différence significative dans le taux de transmission n’a été observée entre les variantes virales.
Le séquençage des isolats viraux collectés à partir des cas index a révélé une faible diversité génétique dans tous les échantillons. Environ 51 % des échantillons n’avaient pas de variantes de nucléotide unique (SNV), 42 % avaient 1 à 2 SNV et 7 % avaient trois SNV ou plus. Aucun des échantillons n’avait plus de 5 SNV.
goulot d’étranglement de la transmission
La diversité génétique partagée entre les membres du ménage d’une paire de transmission a été utilisée pour calculer le goulot d’étranglement de la transmission. Au sein d’un ménage, une paire de transmission comprend le cas index comme donneur et le contact comme receveur.
La comparaison de la fréquence du SNV entre les donneurs et les receveurs n’a révélé qu’un seul SNV partagé dans six paires de transmission possibles pour un seul ménage. Cette SNV a été retrouvée chez les trois individus du ménage avec une fréquence de 0,56, 0,97 et 0,24, respectivement. Cela indique un goulot d’étranglement de transmission serré.
Une analyse quantitative plus poussée a révélé que la taille globale des goulots d’étranglement pour les COV (alpha, delta et omicron) et les non-COV était de 1 et 2, respectivement.
Importance de l’étude
L’étude explore la relation entre la transmissibilité du SRAS-CoV-2 et la taille du goulot d’étranglement de la transmission. L’étude constate un taux de transmission rapide pour tous les COV testés dans les maisons échantillonnées. De plus, les isolats viraux collectés près du moment de la transmission révèlent une faible diversité génétique au sein et entre les hôtes.
L’étude estime les goulots d’étranglement serrés dans la transmission des COV du SRAS-CoV-2, ce qui peut empêcher la propagation des mutations nouvellement accumulées et réduire l’efficacité de la sélection naturelle. En d’autres termes, des goulots d’étranglement de transmission serrés inhibent l’évolution de variants viraux hautement mutés dans les chaînes de transmission à partir d’individus gravement infectés.
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude mettent en évidence que la sélection d’infections prolongées chez les patients immunodéprimés peut entraîner l’évolution des COV du SRAS-CoV-2.
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