Dans une étude récente publiée sur le bioRxiv* serveur de prétirage, une équipe internationale de chercheurs a présenté un compte rendu détaillé de la trajectoire évolutive unique du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), en mettant l’accent sur son ampleur sans précédent au cours de la troisième année de la pandémie.
Étude: L’évolution convergente du SARS-CoV-2 Spike crée une variante de soupe qui provoque de nouvelles vagues de COVID-19. Crédit d’image : rosedesigns/Shutterstock.com
Arrière plan
L’évolution du SRAS-CoV-2, son échelle et sa trajectoire n’ont pas de précédent dans l’histoire de la virologie moderne. Alors que d’autres virus, tels que le virus de la grippe, ont muté en raison de leur mutagénicité inhérente, une intervention humaine massive a modifié le cours naturel de l’évolution du SRAS-CoV-2.
Premièrement, l’assouplissement des interventions non pharmaceutiques (NPI), telles que les confinements, avec le déclin de l’immunité induite par les vaccins et les infections, a créé des conditions propices à une évolution non perturbée du SRAS-CoV-2 en 2022. De plus, l’utilisation à grande échelle de thérapies et les campagnes mondiales de vaccination ont changé leur cours naturel au-delà des attentes en 2022. Ainsi, en 2022, le monde a connu de grandes vagues d’infection et une augmentation des hospitalisations et des décès liés au COVID-19, comme en 2020.
L’augmentation des charges de SARS-CoV-2 chez l’homme, combinée à la pression sélective due aux vaccins et aux thérapeutiques ciblant le domaine de liaison au récepteur (RBD) du SARS-CoV-2, a également conduit à une augmentation sans précédent de l’émergence de nouveaux SARS-CoV- 2 variantes en 2022.
Le système de nomenclature de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) n’a désigné de nouveau nom pour aucune variante préoccupante (COV) du SRAS-CoV-2 suite à l’émergence de la variante Omicron. Cependant, le système de nomenclature alternatif, PANGOLIN, a introduit de nouveaux noms pour les sous-lignées Omicron émergentes.
Curieusement, toutes les sous-lignées Omicron apparues en 2022 représentent 45 % de la mutabilité du SRAS-CoV-2. Malheureusement, en raison d’un manque de fonds, la surveillance génomique mondiale du SRAS-CoV-2 a diminué de 75 % en 2022.
Malgré les diverses souches de SRAS-CoV-2 détectées en 2022, ces rapports peuvent encore sous-estimer l’évolution du SRAS-CoV-2 dans la pandémie en cours.
Implications de l’évolution convergente du SRAS-CoV-2
Entre 2020 et 2021, des mutations au niveau de cinq résidus d’acides aminés (AA) dans la protéine de pointe (S) du SRAS-CoV-2, notamment K417, L452, E484, N501 et P681, ont marqué son évolution convergente et ont donné naissance à Alpha, Beta , Gamma et Delta COV.
Omicron et ses sous-lignées ont acquis des mutations supplémentaires au niveau de huit résidus AA, notamment R346, N450, N460, F486, F490, K444, S494 et Q493, qui ont tous augmenté leur aptitude virale. Ces sous-variantes d’Omicron ont évolué à un rythme accéléré pour éviter l’effet de tous les anticorps monoclonaux anti-S (mAbs), y compris le cilgavimab et le bebtelovimab.
Tous les sous-variants d’Omicron avec des scores d’évasion immunitaire RBD plus élevés par rapport à leurs souches parentales sont plus en forme que leurs souches parentales. Ainsi, selon les chercheurs, toute intervention humaine, telle que la modification de la formulation du vaccin COVID-19, qui perturbe ce phénomène en cours réinitialisera probablement la façon dont le SRAS-CoV-2 mute.
Un autre aspect remarquable de cette évolution convergente unique du SRAS-CoV-2 est l’avènement de cette «soupe de variantes», qui est stratifiée en fonction du nombre de mutations S cruciales.
Au cours des deux premières années de la pandémie de COVID-19, lorsqu’il n’y avait pas ou peu de pressions sélectives, le SRAS-CoV-2 a acquis des mutations qui ont augmenté la stabilité de la protéine S. Plus récemment, plusieurs sous-lignées Omicron, telles que BA.4.6.3 et BQ.1.1.10, ont acquis des mutations convergentes dans le domaine N-terminal (NTD).
Bien qu’ils partagent un ancêtre commun, BQ.1.18 et BQ.1.1.20 ont acquis indépendamment les mutations inverses Y144del, N460K, L452R, R346T, F486V et R493Q.
Plusieurs sous-lignées Omicron ont encore muté ces mutations que les variantes antérieures avaient récemment acquises, dans la plupart des cas pour affiner leur capacité de liaison à l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2). Par exemple, BA.2.3 a une mutation E484A comme sa souche parentale, BA.2 ; cependant, cette mutation a encore évolué en 484G dans la souche descendante, BA.2.3.20, qui a augmenté son affinité ACE2.
Ironiquement, les mAb, tels que Evusheld™, qui est utilisé pour traiter les patients immunodéprimés (IC) souffrant de maladies chroniques, ont fourni un environnement idéal pour l’avènement des mutants du SRAS-CoV-2. En conséquence, les chercheurs ont examiné la circulation accrue des sous-lignées d’Omicron avec des mutations S : R346X dans les pays où l’utilisation d’Evusheld™ est élevée ou faible, comme la France et le Royaume-Uni.
Le grand nombre de sous-lignées Omicron a également servi d’expérience naturelle pour étudier les mutations de substitution qui restaient insaisissables en raison de leur incompatibilité combinée. Les chercheurs ont trouvé des preuves d’une évolution convergente du SRAS-CoV-2 agissant sur des gènes autres que ceux codant pour sa protéine S. Par exemple, XBB.1 a muté au cadre de lecture ouvert (ORF) 8 : G8x, alors que de nombreuses sous-lignées BA.5.2* ont muté à ORF1b : T1050.
conclusion
Sur la base de la nature imprévisible de l’évolution du SRAS-CoV-2, pour laquelle les chercheurs n’ont pas pu déterminer une trajectoire définie, ils recommandent des immunothérapies passives polyclonales, car ces traitements semblent plus résistants à l’évasion que les mAbs. De même, ils ont plaidé pour de futures enquêtes sur les thérapies combinées pour les populations à haut risque, telles que les patients IC.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
