Implication des Plateformes France Genomique dans la lutte contre le SARS Cov2

8 décembre 2021

Détection et séquençage du virus SARS-Cov2 et de ses variants

Face à la propagation du SARS-Cov2 en France, de nombreuses plateformes et plateformes associées de France Génomique se sont mobilisées pour contribuer aux travaux sur ce virus et en particulier pour développer ou tester différentes approches pour le séquençage du virus SARS-Cov2 et ses variants, basées sur la capture ou l’amplification spécifiques des séquences virales. La plateforme Biomics (Pasteur Paris) a collaboré avec le Centre National de Référence (CNR) de Pasteur pour implémenter rapidement le séquençage. Go@l (Lille) s’est appuyé sur une expertise déjà développée sur un autre coronavirus [1] pour amplifier le SARS-Cov2, MGX (Montpellier) a également développé des amplicons custom, mais assez vite le jeu de primers ARTIC développé par l’équipe de Nic Loman en Angleterre s’est imposé, et a été intégré comme base pour différents kits en particulier ceux proposés par Nanopore et Illumina. Biomics (Pasteur Paris) a également implémenté un protocole utilisant la capture de séquences virales, permettant un séquençage de haute qualité du génome de SARS-CoV-2 à partir d’échantillons à très faible abondance virale. Le CNRGH (Evry) a pour sa part testé et comparé les solutions commerciales proposées par Paragon Genomics, Agilent et Illumina (publication en préparation). Pour aller plus loin, le CNRGH, développe de nouvelles approches utilisant les séquençages Illumina et Nanopore pour des analyses sur des échantillons « extrêmes » (charge virale faible avec CT>28, génomes morcelés…), et en évaluant des stratégies statistiques et bioinformatiques de reconstruction d’haplotypes et de mélanges.

La plateforme UCAGenomix (Nice) a montré l’augmentation très rapide de la fréquence du variant anglais parmi les personnes hospitalisées pour Covid sur Nice entre Décembre 2020 et février 2021, et l’arrivée en soins intensifs d’une population plus jeune et sans comorbidité [2]. Sur la même période, GeT-PlaGe (Toulouse) a collaboré avec le CHU de Toulouse pour montrer l’augmentation très rapide de la fréquence de ce même variant anglais sur les prélèvements nasopharyngés positifs au SARS-Cov2 de début 2021 à Toulouse [3]. En complément, la plateforme UCAGenomix (Nice) a mis au point la détection du virus à partir de prélèvements d’eaux usées et a ainsi défini comment le variant anglais est apparu dans les différents quartiers de la ville de Nice début 2021 [4]. Par ailleurs, la plateforme Biomics (Pasteur) a présenté dans une publication l’organisation qui lui a permis de continuer à fonctionner en lien avec le CNR de Pasteur, pendant les confinements, pour faire face aux besoins de séquences, en priorisant les projets en lien avec l’étude du SARS-Cov2 [5]. La plateforme UCAGenomix (Nice) a également participé à un groupe de travail mis en place par l’HESI (Health and Environmental Sciences Institute) pour mettre en place des tests rapides, sensibles et abordables utilisables en cas de pénurie de réactifs de dépistage du SARS-Cov2 [6]^, [7].

Avant que le réseau national ne se structure efficacement, les PF LIGAN (Lille) [8] et GeT-PlaGe (Toulouse) [9] ont contribué à l’effort national de recherche de variants par le séquençage au total de plus de 10.000 échantillons. Plus récemment, GeT-PlaGe (toujours en collaboration avec le CHU de Toulouse) a fait partie du petit nombre de sites mondiaux impliqués dans la validation d’une nouvelle approche proposée par PacBio, moins sensible aux contaminations que les approches basées sur le jeu de primers ARTIC, car l’amplification et le barcoding des fragments amplifiés à partir de chaque échantillon sont réalisés au cours d’une même PCR [10].

Enfin le CNRGH coordonne avec le réseau Obépine un consortium de 10 équipes visant à développer des outils de découverte et de surveillance au long terme de variants viraux dans les eaux usées [11].

Etudes sur le SARS-Cov2

Comprendre comment le virus interagit avec les cellules est indispensable pour pouvoir détourner ses stratégies d’attaque et de prolifération. UCAGenomiX (Nice) a généré dès 2020 un atlas cellulaire des voies aériennes humaines qui a permis d’identifier les cellules réceptrices du SARS-CoV-2 [12]. Ce travail a conduit à différentes analyses de l’impact de plusieurs facteurs sur le développement de la maladie, associant la plateforme UCAGenomiX (Nice) au travers du Human Cell Atlas Consortium [13] [14], [15], [16]

GenomIC (Cochin Paris) a produit les données de single cell RNAseq et a participé à leur analyse pour établir le rôle joué par les lymphocytes T liés aux muqueuses (appelés MAIT) lors de l’infection par le Sars cov-2, en montrant une corrélation entre la sévérité des symptômes et l’hyperactivation des MAIT et leur effet cytotoxique dans les poumons [17].

Biomics (Pasteur) a participé à plusieurs projets des équipes de Pasteur sur l’homme ou sur modèle cellulaire hamster, notamment pour l’étude de l’effet modulateur de l’ivermectine [18] et l’étude de l’anosmie [19].

Les séquences produites par GeT-PlaGe (Toulouse) sur les données longitudinales du CHU de Toulouse ont contribué à l’étude de l’efficacité de différentes mesures de santé publique sur la région toulousaine ³ [20].

Sur le plan de la génétique de l’hôte, le CNRGH (Evry) est avec Imagine, l’institut Pasteur et le CHU de Bordeaux un des 4 coordinateurs du criblage génomique (GWAS) en cours de réalisation visant à identifier des facteurs de susceptibilité à la sévérité de la Covid19 [21].

[1] Maurier F. et al. (2019). A complete protocol for whole-genome sequencing of virus from clinical samples: Application to coronavirus OC43. Virology, 531:141-148.

[2] Courjon J et al. (2021). COVID-19 patients age, comorbidity profiles and clinical presentation related to the SARS-CoV-2 UK-variant spread in the Southeast of France. Sci Rep. Sep 16;11(1):18456.

[3] Di Meglio et al. (2021) Influence of SARS-CoV-2 Variant B.1.1.7, Vaccination, and Public Health Measures on the Spread of SARS-CoV-2, Viruses 13(5), 898

[4] Rios G. et al. (2021). Monitoring SARS-CoV-2 variants alterations in Nice neighborhoods by wastewater nanopore sequencing. Lancet Regional Health Europe

[5] Najar et al. (2021) How Did Institut Pasteur’s NGS Core Facility, Biomics, Manage the Coronavirus Disease 2019 Crisis? J Biomol Tech 32(2):50-56

[6] Pettit SD et al. (2020) ‘All In’: a pragmatic framework for COVID-19 testing and action on a global scale. EMBO Mol Med.

[7] Fassy J et al. (2021) Versatile and flexible microfluidic qPCR test for high-throughput SARS-CoV-2 and cellular response detection in nasopharyngeal swab samples. PLoS One. Apr 14;16(4):e0243333.

[8] LIGAN platform at the heart of Covid-19 screening

[9] Un traçage des variants du SARS-CoV-2 en Occitanie

[10] HiFi Viral SARS-CoV-2 kit for Covid19 whole genome sequencing

[11] Consortium EMERGEN : Le séquençage pour la santé publique au service du contrôle de la pandémie Covid19

[12] Sungnak W. et al. (2020). SARS-CoV-2 entry factors are highly expressed in nasal epithelial cells together with innate immune genes. Nature Medicine, 26(5):681-687.