Les scientifiques signalent une pression de sélection extraordinaire sur les récepteurs du coronavirus hôte chez les chauves-souris par rapport aux autres mammifères

La pandémie actuelle de coronavirus de 2019 (COVID-19) est causée par la propagation d’un nouveau coronavirus, le SRAS-CoV-2, et du syndrome de détresse respiratoire aiguë. Cette pandémie a mis en évidence l’importance de comprendre comment les agents pathogènes (tels que les bactéries, les champignons et les virus) et les hôtes évoluent en réponse les uns aux autres.

Troupeau : diversité extrême et pression de sélection sur les récepteurs du coronavirus hôte chez les chauves-souris par rapport aux autres mammifères. Source : Rudmer Zwerver / Shutterstock

Contexte

Sur la base d’une analyse phylogénétique, les scientifiques rapportent que les hôtes subissent un stress énorme en raison des protéines ciblées par l’infection. En réponse à cet événement, ils évoluent normalement de sorte que les protéines ne soient plus ciblées par des agents pathogènes.

Plusieurs études ont montré que les chauves-souris sont un réservoir potentiel de virus infectieux émergents, notamment les coronavirus. Ces études ont révélé que les trois coronavirus les plus infectieux, le SARS-CoV-2, le virus du syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS-CoV) et le coronavirus du syndrome respiratoire aigu (SARS-CoV) provenaient des chauves-souris.

Les chercheurs ont découvert que, sur la base de l’histoire évolutive de l’espèce de chauve-souris, le virus modifiait ses caractéristiques distinctives avec différents niveaux d’infection et la réponse immunitaire de l’hôte. Par conséquent, il est très important d’étudier toutes les espèces afin de déterminer quelles espèces présentent un risque plus élevé de propagation de zoonoses à l’homme et vice versa.

L’étude des protéines hôtes associées aux zoonoses potentielles peut être un indicateur puissant de l’identification des protéines passées et présentes sous une pression évolutive potentielle. L’évaluation de ces protéines peut également prédire le potentiel de transmission entre espèces. Plusieurs études ont tenté d’élucider comment différentes souches du virus se lient à différents types d’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) et de dipeptidyl peptidase 4 (DPP4), conduisant potentiellement à une propagation zoonotique.

Une nouvelle étude

Une nouvelle étude examine comment ACE2 et DPP4 ont évolué à l’aide d’un ensemble de données génétiques provenant de chauves-souris et d’autres espèces de mammifères. ACE2 et DPP4 sont des protéines réceptrices majeures qui ont été ciblées respectivement par le SARS-CoV, le SARS-CoV-2 et le MERS-CoV. Cette étude a été publiée dans Actes de la Royal Society B..

Dans cette étude, les scientifiques ont utilisé les séquences ACE2 et DPP4 de cinquante-cinq espèces de chauves-souris représentant cinq familles et trente-sept genres pour analyser leur évolution. Les scientifiques ont obtenu les séquences d’ACE2 et DPP4, ainsi que les orthologues mammifères ACE2 et DPP4 de Gen-Bank. Les scientifiques ont mené des analyses génétiques et moléculaires pour identifier les changements et les similitudes évolutives.

Les scientifiques ont comparé les séquences d’acides aminés associées à l’ACE 2 pour le SRAS-CoV et le SRAS-CoV-2 et le DPP4 pour le MERS-CoV afin de comprendre et de découvrir les résidus d’acides aminés responsables de l’association avec le coronavirus mammifère. Il a également été utile pour déterminer la gamme d’hôtes potentielle de ces coronavirus.

L’indice de diversité de Shannon a été calculé pour identifier les positions d’acides aminés les plus variables. Les scientifiques ont déterminé le nombre et l’équilibre des acides aminés uniques à des positions en utilisant des faisceaux de plantes dans R. Ils ont également analysé des résidus d’acides aminés humains identiques ou correspondants.

Principaux résultats

Dans cette étude, les scientifiques ont analysé environ 270 séquences ACE2 de 206 espèces, à savoir 98 espèces de chauves-souris et 108 espèces de chauves-souris. De plus, ils ont évalué 248 séquences DPP4 de 235 espèces, dont 92 espèces de chauves-souris et 143 espèces de chauves-souris. Bien qu’il existe de nombreuses espèces de mammifères qui ne sont pas des chauves-souris, les scientifiques ont observé des combinaisons plus uniques chez les chauves-souris que chez les souris non chauves-souris. Cette étude documente que les chauves-souris diffèrent par les résidus d’acides aminés de contact ACE2 des résidus de contact SARS-CoV, SARS-CoV-2 et DPP4 du MERS-CoV.

Les scientifiques ont effectué plusieurs analyses de sélection à l’aide de l’arbre Mammalian Credibility Class (MCC), qui a montré que les chauves-souris étaient positivement sélectionnées dans les restes de contact. Par ailleurs, d’autres analyses, comme un test de sélection positive pour les branches adaptatives, ont montré que la chauve-souris présentait un potentiel de sélection élevé par rapport aux autres branches associées à d’autres mammifères.

Comme ACE 2, DPP4 était également largement distribué dans la population de chauves-souris. L’étude actuelle suggère que le MERS-CoV peut infecter de nombreuses espèces. Les résultats de cette étude sont cohérents avec les études précédentes qui ont rapporté une sélection positive accrue chez les chauves-souris pour ACE2 et DPP4 par rapport à d’autres mammifères en réponse à la N-aminopeptidase.

Les scientifiques ont identifié des similitudes entre chaque espèce et les humains liées aux résidus d’ACE2 et de DPP4 qui pourraient être liés aux coronavirus. Les similitudes entre les résidus ACE2 et DPP4 variaient au sein et entre les ordres de mammifères. Les auteurs ont constaté que la plupart des espèces de rongeurs et de carnivores diffèrent de l’ACE-2 humain.

Les chats domestiques partagent la plupart des similitudes avec les résidus ACE2 associés au SARS-CoV et au SARS-CoV-2. Plusieurs études ont également montré que les chats peuvent éliminer les deux virus. L’étude actuelle a révélé que les pangolins présentent plus de similitudes dans les résidus ACE2 avec les humains qu’avec la plupart des singes du Nouveau Monde. De plus, les chameaux ont été signalés comme étant l’hôte le plus proche du MERS-CoV et sont très similaires aux humains.

application

Les scientifiques ont découvert que l’évaluation de la sélection évolutive et la détermination de la similitude des résidus de l’hôte en contact avec le virus sont essentielles pour identifier les animaux pour la surveillance virale. Ces animaux peuvent être une source de nouvelles infections animales. Ils peuvent également fonctionner comme une espèce réservoir secondaire que les humains peuvent infecter, ainsi que réinfecter les humains ou d’autres espèces.

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée.