Exploration du séquençage sur site du génome du SRAS-CoV-2 basé sur la technologie des nanopores d’Oxford

Dans une récente étude publiée sur medRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont effectué le séquençage génomique d’échantillons infectés par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2). Ils visaient à identifier la variante dominante, à évaluer le profil de mutation et à déterminer le temps de renouvellement de l’échantillon à la séquence.

En outre, ils ont déterminé les facteurs de risque associés à la mortalité par maladie à coronavirus de 2019 (COVID-19) chez les résidents du bailliage de Jersey, une île du Royaume-Uni (Royaume-Uni).

Le SARS-CoV-2 appartient à la famille des virus B-betacoronavirus (B-βCoV). Le virus contient de l’acide ribonucléique (ARN) simple brin ainsi que des protéines telles que la pointe (S), la nucléocapside (N), la membrane (M) et l’enveloppe (E). Des mutations dans les séquences d’acides aminés de ces protéines virales donnent lieu à de nouveaux variants préoccupants (VOC). L’émergence rapide de nouvelles variantes a rendu difficile le contrôle de la propagation du COVID-19. Une compréhension des aspects génétiques permettrait la formulation de vaccins améliorés et de stratégies thérapeutiques pour lutter contre le COVID-19.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué le génome viral des patients COVID-19 et ont effectué une analyse épidémiologique pour identifier les facteurs de risque associés à la mortalité par COVID-19.

Les données primaires de 8 950 cas de COVID-19 diagnostiqués par réaction en chaîne par polymérase à transcription inverse (RT-PCR) entre septembre 2020 et août 2021 ont été obtenues par le gouvernement de Jersey (GoJ) dans le cadre d’un programme de surveillance de la santé. Des données secondaires ont été obtenues auprès de patients COVID-19 entre juin 2021 et juillet 2021, comprenant le statut vaccinal, les symptômes et les antécédents de voyage de tous les passagers à l’arrivée âgés de 11 ans et plus. Des informations sur les résidents de l’île qui ont demandé la RT-PCR en cas de symptômes positifs ou de contact direct avec des patients COVID-19 ont également été obtenues.

Des écouvillons bucco-nasopharyngés ont été prélevés sur 154 patients et soumis à un séquençage génétique au laboratoire GoJ OpenCell. De plus, 426 séquences génétiques ont été obtenues secondairement auprès d’un laboratoire d’anatomopathologie. Les échantillons ont été soumis à une RT-PCR pour synthétiser l’acide désoxyribonucléique complémentaire (ADNc) et mesurer les charges virales. Les séquences génomiques ont été intégrées aux résultats de la RT-PCR pour évaluer le délai d’exécution de l’échantillon à la séquence. Les charges virales de 6 540 échantillons avec des nombres de seuil de cycle (Ct) inférieurs à 30 ont été analysées.

Résultats et discussion

Un total de 12 lignées génétiques ont été identifiées et regroupées dans les sous-clades Delta 21J et 21I. Environ 53 % des séquences contenaient des mutations T95I tandis que les mutations S : S943T et S : A222V étaient présentes dans 9 % et 25 % des séquences, respectivement. Les mutations du gène S hautement prédominantes observées étaient T19R, L452R, F157 R158G D614G, T478K, E156 et P681R. Les mutations les plus fréquentes observées dans le génome viral S étaient R158G (99,8 %), G142D (99,8 %), A222V (18,8 %) et T95I (73,9 %).

La plupart des séquences appartenaient à la Delta VOC (lignée B1.617.2). Ces résultats suggèrent que le Delta VOC était la variante dominante à Jersey entre juin 2021 et septembre 2021. Les mutations améliorent la liaison virale avec les récepteurs de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) de l’hôte, entraînant une transmission virale accrue et une incidence de COVID-19 plus élevée.

Le délai d’exécution de l’échantillon à la séquence était d’environ 30 heures. L’enregistrement des patients, la collecte des écouvillons et l’analyse diagnostique ont pris environ 12 heures, tandis que le séquençage du génome a pris 18 heures.

Les cas asymptomatiques étaient plus élevés en hiver chez les personnes âgées alors que les cas symptomatiques étaient principalement observés chez les personnes plus jeunes (âge moyen 36 ans) en été. Dans l’ensemble, le nombre d’infections et d’hospitalisations était quatre fois plus élevé en hiver. Le taux de mortalité par COVID-19 le plus élevé a été observé chez les personnes âgées de plus de 80 ans (66,3%). Cependant, les jeunes individus sont restés positifs pendant de plus longues périodes. De plus, le taux de mortalité était de 21 % plus élevé chez les hommes. Dans l’ensemble, les titres viraux étaient plus élevés chez les hommes, les personnes âgées et les personnes non vaccinées.

Notamment, les hommes pourraient être plus sujets à la mortalité par COVID-19 en raison de l’expression plus élevée des récepteurs ACE2 chez les hommes. De plus, les décès dus au COVID-19 pourraient être plus élevés chez les patients âgés de plus de 80 ans en raison de la diminution de l’immunité et de l’augmentation des comorbidités avec l’âge. Des titres d’ARN viral plus élevés chez les personnes âgées de plus de 70 ans suggèrent un ARN viral élevé chez les personnes âgées. De plus, la plus longue période d’infection chez les jeunes pourrait être due à leur statut non vacciné, car seuls les seniors ont été vaccinés lors du déploiement initial du vaccin.

Conclusion

Les résultats de l’étude ont montré que le séquençage génomique viral à couverture élevée pouvait être effectué en temps quasi réel avec l’utilisation d’appareils économiques et portables Oxford Nanopore Technology (ONT). Cela offre une excellente occasion aux décideurs politiques de générer des séquences génomiques virales rapides et sur place.

Cependant, les paramètres de diagnostic doivent être optimisés pour raccourcir le temps de traitement de l’échantillon à la séquence. Les futures études et recherches longitudinales devraient se concentrer sur les échantillons de COVID-19 avec des valeurs Ct supérieures à 30 qui comparent les charges virales de plusieurs COV.

*Avis important

medRxiv 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.