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Génomique employée pour tracer l'origine de SARS-CoV-2 au Canada

Une étude neuve publiée en juin 2020 sur le bioRxiv* de serveur de prétirage discute l'utilisation de l'analyse phylogénétique de tracer l'origine du coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de syndrôme respiratoire aigu sévère, et son écart en et puis dans le Canada. Les découvertes d'étude peuvent aider à optimiser des politiques sanitaires publiques dans le cas de futures manifestations.

Le Coronaviruses

Pendant les deux dernières décennies, il y a eu trois coronaviruses nouveaux qui ont entraîné les manifestations humaines - le coronavirus de syndrôme respiratoire aigu sévère (Radars à ouverture synthétique-CoV) en 2002, syndrome respiratoire de Moyen-Orient (MERS-CoV) en 2012, et SARS-CoV-2 en 2019. Ce sont des infections zoonotiques, probablement ayant provenu de "bat" et de l'écart aux êtres humains, peut-être après le passage par un autre hôte vertébré.

SARS-CoV-2 est une particule sphérique avec un génome monocatenaire d'ARN, qui a plusieurs régions - les gènes codant le replicase ORF1ab, la pointe (s), l'enveloppe (e), la membrane (m) et les protéines du nucleocapsid (n), respectivement, du 5' extrémité. La protéine de S facilite l'entrée virale en grippant au récepteur d'hôte, l'enzyme obligatoire 2 (ACE2) d'angiotensine, et a la variabilité la plus élevée parmi la séquence génétique, et est courante à SARS-CoV-2 et à Radars à ouverture synthétique-CoV. Toujours, l'ancien a une affinité beaucoup plus élevée pour gripper au récepteur, environ 10-20 cale plus grand.

Virus SARS-CoV-2 grippant aux récepteurs ACE-2 sur une cellule humaine, l
Virus SARS-CoV-2 grippant aux récepteurs ACE-2 sur une cellule humaine, l'étape initiale de l'infection COVID-19. Crédit d'image : Kateryna Kon/Shutterstock

Abondance de caractéristiques génomiques sur SARS-CoV-2

Actuel, il y a beaucoup de séquences publiées de génome dans bases de données publiées variées - presque 54.000 dans GISAID, environ 24.000 dans NCBI, et presque 8.000 dans ViPR. On observe probablement trois clades importants de virus qui montrent la distribution non-uniforme au-dessus de différentes régions géographiques, à cause des mutations de fondateur. Les isolats les plus asiatiques sont du superclade I, alors que les isolats des USA sont en grande partie dans le superclade II. La plupart d'Européen et des isolats de Côte Est des USA sont dans le superclade III.

Parmi les isolats du superclade III sont on avec une mutation de la caractéristique A23403G, qui est considérée comme s'entretenire forme physique virale accrue, peut-être puisqu'elle devient rapidement prédominante au-dessus d'autres tensions tout autour du monde. C'est également une partie d'un épitope antigénique cette production d'anticorps induite au virus Radars à ouverture synthétique-CoV plus tôt. Ceci peut entraîner l'évasion d'anticorps et permettre ainsi la réinfection dans ceux qui ont récupéré de COVID-19.

L'étude : Analyse phylogénétique du virus dans Ontario oriental

L'étude actuelle a employé 25 génomes viraux ordonnancés des cas les plus tôt dans Ontario, Canada, pour recréer l'origine phylogénétique de SARS-CoV-2. Tous les échantillons étaient des cas les plus tôt dans cette région, et pour cette raison la source d'infection était vraisemblablement des contacts course course, directement ou indirectement.

Tous les génomes étaient des virus d'isolement dans les écouvillons nasopharyngaux, et l'analyse de génome a été exécutée a basé sur deux suppositions principales. D'abord, ils ont supposé que les séquences homologues étaient de la même tension héréditaire, plutôt qu'évoluant indépendamment. Deuxièmement, on a assumé que des mutations neuves surgissent à un taux d'environ 1 paire de bases tous les 7-21 jours, comme observé avec le moyen régime d'environ 24 remplacements de point d'ébullition par an dans l'analyse de Nexstrain du GISAID.

Les différents génomes ont été questionnés contre un ensemble de référence local d'approximativement 25.000 génomes recherchés de la base de données de GISAID. Ils ont maintenu ces génomes, qui étaient remarquablement assimilés, avec deux ou moins mésappariements, de ce fait se rétrécissant en bas du numéro environ à 1.200. Quand des génomes identiques des autres sujets ont été appariés, le numéro final est descendu à 72 seules séquences.

La séquence de fond a été ajoutée, utilisant une séquence de Wuhan. L'analyse a prouvé que 59/72 de séquences a eu la même ascendance courante, avec pas davantage que quelques acides aminés substitués ou d'autres résidus. Retirer ces différents groupes a permis aux chercheurs de voir seulement les génomes des patients et des séquences héréditaires précieuses.

Trois Clades principal, différentes origines

L'étude a prouvé que 25/45 de variantes trouvées dans tous les génomes étaient sous forme de remplacements de cystéine aux thymines, et puis guanine aux thymines dans 7 variantes. Toutes les variantes partagées étaient présentes sur les deux allèles. Les chercheurs ont constaté qu'il y avait deux grands clades, deux avec quatre mutations dans le clade de S (C8782T et T28144C) et 23 (C241T, C3037T, C14408T, et A23403G) avec quatre mutations dans le clade de G. Ce dernier a de plus petits boîtiers.

L'analyse phylogénétique des génomes locaux a été alors appariée avec les séquences de référence, qui ont montré les 13 génomes héréditaires qui sont à la base des origines et de l'écart de ces génomes canadiens. Ceci comprend le génome héréditaire vu avec la référence 1, et maintenant vu presque seulement en Amérique du Nord, en grande partie aux Etats-Unis.

Un autre ensemble d'échantillons appartient pour grouper 1 du G-clade, en grande partie en Europe, et en particulier le R-U et Espagne. Les patients présentant ces tensions ont une histoire de la course européenne, qui confirme ce journal.

Plusieurs autres échantillons provenant du boîtier 2 de G-clade sont de quelques séquences héréditaires trouvées en grande partie en Amérique du Nord, et ici aussi, l'histoire de course supporte l'origine américaine de l'infection dans ces cas. Il y avait quatre boîtiers des échantillons, dans le boîtier 2 de G-clade, qui ont le même génome, et était probablement infecté de la même source.

Arbre phylogénétique de Nextstrain des cas locaux de SARS-CoV-2 et les séquences héréditaires les plus assimilées dans la base de données de GISAID. L
Arbre phylogénétique de Nextstrain des cas locaux de SARS-CoV-2 et les séquences héréditaires les plus assimilées dans la base de données de GISAID. L'échantillon 23 dans le S-clade semble dérivé des séquences héréditaires 1 qui comprend majoritairement des séquences d'Amérique du Nord (Etats-Unis). Échantillonne 1,10, et 12 dans le G-clade 1 est dérivés de la séquence héréditaire 68 et d'autres qui semblent majoritairement européens (le R-U, Espagne, Portugal) d'origine. Les 19 autres échantillons dans le G-clade 2 est dérivés de la séquence héréditaire 72 et d'autres qui semblent principalement nord-américains (les Etats-Unis) d'origine.

La protéine de S de SARS-CoV-2 est considérée comme limitere la gamme d'hôte et est également l'antigène immunodominant. L'analyse actuelle suivi à trouver trois seules et neuves mutations dans la région de S, qui sont synonymes et, pour cette raison, pour économiser la virulence et les épitopes. Ils ont également trouvé un autre site avec une variante faux-sens, C25217T, avec de la glycine au remplacement de cystéine, mais son effet doit toujours être compris.

Il y avait cinq variantes hétérozygotes, quatre trouvés seulement dans un échantillon, et une partagée entre deux échantillons.

De façon générale, les chercheurs remarquables, « ces corrélations entre l'origine phylogénétique et l'histoire rapportée de course indique comment l'ordonnancement de génome viral peut avec succès tracer l'origine des infections SARS-CoV-2 en le Canada. » Les échantillons qui ont montré des séquences homologues pourraient avoir été d'une source d'infection courante ou à cause de transfert de communauté. Ce dernier est susceptible parce que ces patients n'ont aucune histoire enregistrée de course en dehors du Canada mais a eu le contact les uns avec les autres.

Faits incompréhensibles d'analyse phylogénétique

Il y a d'autres échantillons avec la même séquence mais où il n'y a aucun lien connu entre les personnes. Il est important de trouver la trace parmi tous ces patients afin de recenser les voies de la transmission principales.

D'autres puzzles sont également présents, comme les échantillons identiques provenant de deux patients dont on était des cinq jours positifs plus tôt. Toujours, l'autre échantillon a eu une histoire de course des USA, et ils n'ont aucun lien connu ! Ceci peut signifier que l'échantillon postérieur n'était pas dû à la course des USA après tout.

Implications

En dépit des limitations de l'étude, telles que le manque de caractéristiques sur des porteurs asymptomatiques, et des irrégularités dans la collecte des informations qui mènent à la course inachevée et entrent en contact avec des histoires, ce reste l'examen le plus tôt des génomes viraux liés à COVID-19 de la présente partie du Canada, y compris plusieurs des cas les plus tôt là.

L'étude soulève des questions pour l'adéquation des explications traditionnelles de l'infection, telles que le contact avec des voyageurs des places étrangères avec un fardeau plus élevé de l'infection, ou l'auto-course. Tandis que ceci peut être vrai, l'étude propose que le transfert de communauté ait pu s'être déjà produit tôt dans le cours rapporté de la manifestation.

L'étude conclut, « ces résultats expliquent comment l'épidémiologie moléculaire et le phylogenetics évolutionnaire peuvent aider les éléments locaux de santé pour suivre des origines et des vecteurs d'écart pour les maladies apparaissantes comme SARS-CoV-2. Les modes de dépistage plus tôt et d'examen critique et d'alternative pour le traçage de contact peuvent améliorer l'efficacité des interventions régionales de santé publique pour éviter de futures pandémies. »

Avis *Important

le bioRxiv publie les états scientifiques préliminaires qui pair-ne sont pas observés et ne devraient pas, en conséquence, être considérés comme concluants, guident la pratique clinique/comportement relatif à la santé, ou traité en tant qu'information déterminée.

Journal reference:
Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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