construire un réseau mondial de surveillance génomique

Une étude récente publiée dans le Hôte cellulaire et microbe Journal a présenté un cadre modulaire pour les réseaux durables mondiaux de surveillance génomique virale.

Étude: Vers un réseau mondial de surveillance génomique des virus. Crédit d’image : PopTika/Shutterstock.com

Arrière-plan

La diversité génétique et l’évolution des virus peuvent avoir un impact sur les efforts de contrôle et la dynamique d’une épidémie. La surveillance des processus évolutifs peut fournir plus de réponses que l’épidémiologie conventionnelle.

Les données génomiques ont joué un rôle déterminant dans le développement de tests de diagnostic, de thérapies et de vaccins et peuvent améliorer les modèles de prévision des maladies.

Par conséquent, le séquençage génomique viral peut aider à mieux formuler et évaluer des stratégies pour prévenir la maladie et sa transmission. Les auteurs ont discuté des efforts de séquençage et de surveillance génomique virale dans la présente étude et ont présenté un cadre modulaire pour les réseaux mondiaux de surveillance génomique virale.

Séquençage génomique et surveillance

La surveillance génomique virale est passée d’évaluations rétrospectives à des évaluations en temps quasi réel au cours des deux dernières décennies. Les analyses en temps réel offrent des résultats exploitables pour les interventions. Ce passage aux analyses en temps réel a été rendu possible grâce aux progrès méthodologiques, à la technologie informatique et à la demande de résultats plus rapides.

La réponse à la pandémie actuelle du virus de l’immunodéficience humaine (VIH) a conduit à de nombreuses avancées méthodologiques dans la surveillance et l’infrastructure de la génomique virale.

La première épidémie du siècle actuel a été enregistrée dans la Chine rurale en 2002, causée par un nouveau coronavirus nommé coronavirus 1 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-1).

Les premières séquences de ce virus étaient disponibles en avril 2003. Le séquençage de nouvelle génération n’était alors pas disponible ; ainsi, le séquençage rapide n’était pas possible.

Cependant, les progrès technologiques ont permis un séquençage rapide six ans plus tard, en 2009, lors de la pandémie de grippe A H1N1, et des études génomiques ont révélé ses origines animales alors que la pandémie se développait encore.

Une surveillance génomique systématique a été mise en place pour la grippe, et l’Organisation mondiale de la santé (OMS) exploite ces données pour prévoir l’évolution des antigènes et améliorer la sélection des souches vaccinales. L’épidémie de maladie à virus Ebola (MVE) de 2013 à 2016 en Afrique de l’Ouest a représenté un moment décisif pour la surveillance en temps quasi réel des génomes viraux.

Environ 5% des cas ont été séquencés pendant l’épidémie, constituant le plus grand ensemble de données jusqu’à la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). Les efforts de séquençage ont été sans précédent et monumentaux pendant le COVID-19.

Vingt-cinq pays supplémentaires ont fourni des données de séquence dans les deux mois suivant la publication par la Chine de la première séquence du SRAS-CoV-2 en janvier 2020.

De nombreux pays, en particulier dans les Caraïbes et en Afrique, ont tiré parti de cette urgence et ont construit ou amélioré leur capacité de séquençage. Un financement substantiel a permis aux Centres africains de contrôle et de prévention des maladies (CDC) de soutenir ou d’établir des centres de séquençage.

En avril 2020, 20 pays africains disposaient d’une capacité de séquençage du SRAS-CoV-2, passant à 39 à la mi-2022. La tendance dans les Caraïbes était également similaire.

Les efforts de séquençage se sont amplifiés lors des surtensions causées par les variants du SRAS-CoV-2. Cependant, comme les efforts de lutte contre la pandémie sont réduits dans plusieurs régions, moins de pays fournissent des données de séquence.

Par conséquent, les objectifs mondiaux devraient être de maintenir la formation et l’investissement financier accumulés pendant le COVID-19 et d’en investir une partie dans des systèmes de réponse rapide pour les futures pandémies.

Cadre modulaire pour le séquençage du génome viral

COVID-19 offre l’opportunité de construire des réseaux mondiaux de surveillance pour d’autres virus cliniquement importants en détournant les pipelines existants (de séquençage) plutôt qu’en les fermant.

Cela garantit le maintien de la fonctionnalité de l’équipement, la gestion de la base de données, les stocks de fournitures, l’accès aux échantillons de diagnostic, la justification du financement et l’emploi de personnel qualifié.

Cependant, la transition entre différentes stratégies de séquençage pourrait être difficile, mais la continuité du protocole sera cruciale pour détourner la capacité de séquençage.

Les composants de base des laboratoires de séquençage du SARS-CoV-2 comprennent l’accès aux échantillons restants et aux métadonnées, la sélection des échantillons, l’amplification ciblée, la préparation de la bibliothèque, le séquençage, le traitement des données, le contrôle qualité, le stockage et le partage.

Ces étapes peuvent différer pour un nouveau virus. Par exemple, le séquençage du virus monkeypox implique une approche métagénomique de l’ADN non ciblée qui nécessite différents protocoles et réactifs pour l’amplification et la préparation de la bibliothèque et un pipeline bioinformatique distinct pour le traitement des données.

Une solution plus simple nécessiterait une adaptation du pipeline SARS-CoV-2 pour le virus monkeypox avec des changements minimes dans le protocole. Les mêmes kits de préparation de bibliothèque peuvent être utilisés en échangeant des ensembles d’amorces pour l’amplification.

Par conséquent, seuls les pipelines bioinformatiques nécessiteraient d’être mis à jour. Cette approche modulaire permet aux laboratoires de maintenir un ensemble de base unique de protocoles de laboratoire de virus secs et humides.

Remarques finales

La surveillance génomique reste essentielle pour la réponse de santé publique aux virus endémiques et épidémiques. Des années de construction d’infrastructures et d’avancées technologiques ont abouti à un effort colossal de séquençage pendant le COVID-19. Il est essentiel de transformer cela pour créer des stratégies pour les virus historiquement négligés et endémiques.

Des réseaux mondiaux durables de surveillance génomique pourraient être établis à l’aide d’un cadre modulaire. Le séquençage des virus à partir d’échantillons cliniques humains seuls pourrait ne pas être informatif et efficace.

En tant que tel, la création de nouvelles approches pour compléter le séquençage clinique en surveillant l’air, les eaux usées et les voyageurs pourrait fournir des indications précoces d’une épidémie et pourrait être critique en cas de manque de ressources.