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Les niveaux de variance moléculaire existants dans les haplotypes du gène du récepteur de l’interféron-alpha-bêta chez les orthopoxvirus.

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Dans une étude récente publiée sur bioRxiv*, les chercheurs ont effectué une analyse de la variance moléculaire (AMOVA) de 59 haplotypes du du récepteur de l’interféron (IFN)-alpha (α)/beta (β) (IFNAR), provenant du de la du singe (MPX) (MPXV), du virus de la variole du chameau, du virus de la variole du buffle, du virus de l’ectromélie, du virus de la variole de la vache, du virus de la variole du lapin, du virus de la variole (VARV) et du virus de la vaccine.

Étude : Génétique des populations et analyse de la variance moléculaire (AMOVA) du gène du récepteur de l'interféron alpha-bêta du virus de la variole du singe et sa relation évolutive avec le genre Orthopoxvirus. Crédit image : Dotted Yeti/Shutterstock
Étude : Génétique des populations et analyse de la variance moléculaire (AMOVA) du gène du récepteur de l’interféron alpha-bêta du virus Monkeypox et sa relation évolutive avec le genre Orthopoxvirus.. Crédit image : Dotted Yeti/Shutterstock

Fond d’écran

Au fil du temps, les orthopoxvirus ont acquis des caractéristiques évolutives pour s’adapter et limiter les réponses immunologiques de l’hôte. Les stratégies immuno-évasives utilisées par les virus pourraient avoir un impact sur les vaccinations antivarioliques par le biais de mécanismes qui affaiblissent les actions effectrices pour l’inhibition antivirale et confèrent des caractéristiques immunorégulatrices.

A propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont effectué une analyse de variance moléculaire en utilisant 59 haplotypes du gène IFNAR obtenus à partir de la base de données du NCBI (national biotechnology information center) afin d’améliorer la compréhension des aspects évolutifs du gène IFN et de son comportement probable dans le MPX.

Les haplotypes des gènes IFNAR du MPXV, du virus camelpox, du virus buffalopox, du virus cowpox, du virus rabbitpox, du virus ectromelia, du VARV et du virus de la vaccine ont été extraits de la base de données NCBI le 6 août 2022. Les séquences virales ont été analysées à l’aide d’analyses génétiques structurelles afin d’évaluer la variance moléculaire, la diversité haplotypique, l’inadéquation génétique, l’incompatibilité, la distance génétique, l’expansion démographique et spatiale, la diversité moléculaire et le temps de divergence évolutive.

Des tests analytiques du spectre (SFS) ont été réalisés pour estimer les paramètres démographiques du spectre de fréquence, et des analyses de simulation ont été effectuées. Des indices de diversité moléculaire ont été calculés sur la base des différences de séquences, et des estimateurs Thêta ont été utilisés pour l’estimation de l’homozygotie basée sur l’équilibre entre les mutations et la dérive génétique.

La méthode de Jukes et Singer a été utilisée pour estimer les différences d’haplotype, et les méthodes de Kimura et Tamura ont été utilisées pour estimer les fréquences d’haplotype. La méthode de Tajima et Nei a été utilisée pour évaluer les différences nucléotidiques dans les haplotypes et les taux de transitions, de transversions et de mutations par insertion-délétion. Un arbre de réseau à portée minimale (MSN) a été utilisé pour calculer les distances entre les unités taxonomiques opérationnelles (OTU) des matrices de distance des haplotypes appariés.

Un modèle de probabilité maximale a été utilisé pour reconstruire la phase gamétique des génotypes multilocaux, et des analyses de variance moléculaire locus-par-locus ont été réalisées. Des tests de neutralité tels que le test d’homozygotie d’Ewens-Watterson, le test d’Ewens-Watterson-Slatkin, le test de neutralité sélective de Tajima et le test de neutralité sélective FS FU ont été réalisés.

Résultats

Huit groupes distincts d’orthopoxvirus ont été détectés avec des variations et une étendue variable de la structuration, étant généralement plus grande (avec plus de mutations d’insertion-délétion) pour le virus Cowpox. Les tests de Tajima et FS FU ont montré des désaccords entre les estimations π et φ, indiquant une absence d’expansion de la population de tous les virus, à l’exception du virus cowpox.

Une divergence génomique élevée due à des mutations et à une structuration étendue a été observée parmi cinq groupes (cowpox, camelpox, MPX, variola et vaccinia), ce qui pourrait être dû à une perte d’haplotype intermédiaire entre les générations, probablement associée à une absence de flux génétique. Les niveaux de structuration ont indiqué un schéma de divergence génétique discontinu entre les groupes étudiés, compte tenu de l’existence potentielle de plusieurs stades de mutations, en particulier dans le cas de la variole bovine.

Les mutations du gène IFNAR dans les cinq groupes étaient hautement fixes (FST valeur 76%) basée sur la dérive génétique et l’effet fondateur accompagnant le comportement de perte d’haplotype intermédiaire et/ou de dispersion parmi les générations virales. Les valeurs de distance génétique indiquaient un modèle de haute divergence continue pour les groupes étudiés.

En outre, les différences entre 59 haplotypes ont été reflétées par le nombre élevé de variations inter-haplotypes et de hiérarchies dans toutes les composantes de la covariance : par les différences inter- et intra- au niveau des groupes et des individus. Les analyses AMOVA et de distance génétique ont montré des résultats significatifs pour les groupes de virus testés avec des composantes de variation inter-groupe et intra-groupe de 25 % et 8 %, respectivement, ce qui indique une forte divergence évolutive entre les groupes. Aucune similitude significative n’a été trouvée pour le temps de divergence évolutive génétique entre toutes les populations.

Les estimateurs thêta n’ont pas montré d’uniformité dans les résultats entre toutes les méthodes, indiquant l’absence de conservation de l’IFNAR parmi les virus étudiés. Les polymorphismes des haplotypes dénotent de grandes variations (mutations silencieuses et rapides) et une diversité génétique dans les produits des protéines des orthopoxvirus étudiés, ce qui accroît la difficulté de développer des cibles moléculaires pour la mise au point de médicaments et de vaccins. Les résultats indiquent que le gène IFNAR pourrait ne pas supprimer efficacement les infections virales.

Moins de diversités moléculaires ont été observées pour le virus de l’ectromélie, le virus du rabbitpox et le virus du buffalopox. Les variations Tau et les analyses d’incompatibilité ont montré une divergence significative, en particulier entre les groupes de virus MPXV, cowpox et camelpox, sur la base de la taille des populations ancestrales et des taux de mutation non constants.

Conclusion

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré une grande diversité des haplotypes, avec une augmentation des mutations par insertion-délétion, des transversions et des transitions, pour cinq groupes viraux avec des expansions marginales des populations virales. Les estimateurs ont indiqué un manque de conservation du gène IFNAR (et de son produit protéique) parmi les virus, ce qui sous-tend l’utilisation de thérapies à base d’ neutralisants et le développement de nouveaux médicaments qui pourraient fonctionner comme des adjuvants efficaces pour le gène IFNAR.

*Avis important

bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et qui, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, ni guider la pratique clinique/le comportement en matière de santé, ni être traités comme des informations établies.

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