Des outils bio-informatiques pour faire progresser le diagnostic viral et le dépistage des épidémies
Les dernières avancées en matière de technologies de séquençage incluent le développement d’analyses génétiques rapides basées sur le SNG et la bio-informatique chez les individus et les populations. L’analyse SNG est en train de devenir une routine pour les laboratoires cliniques et de recherche des secteurs public et privé. Cependant, malgré la disponibilité de millions de fragments de séquence générés par les plateformes SNG, une fraction seulement était utilisée jusqu’à récemment pour découvrir des virus. Le principal obstacle est que les méthodes bio-informatiques de pointe actuelles sont trop lentes pour classer et assembler rapidement et avec précision des virus connus et inconnus à l’aide des données SNG disponibles provenant des métagénomes. L’objectif principal du consortium VIROGENESIS consistait à développer de nouvelles méthodes informatiques et un logiciel pour surmonter les goulots d’étranglement en bio-informatique dans l’analyse et la traduction des résultats SNG pour des applications cliniques et de santé publique dans le domaine de la virologie. Un autre objectif important consistait à élaborer de nouvelles méthodes permettant de caractériser l’évolution du virome, en temps réel, au cours d’épidémies virales à l’aide de vastes ensembles de données SNG sur le virus. Enfin, les partenaires du projet souhaitaient un logiciel convivial permettant une visualisation dynamique et interactive de l’épidémie en temps quasi réel. Des outils bio-informatiques pour découvrir des virus et analyser des données cliniques Le consortium VIROGENESIS a développé des algorithmes et des applications logicielles pour analyser les données SNG permettant de surmonter les obstacles majeurs rencontrés dans la recherche concernant l’assemblage et la classification des virus. Ce développement impressionnant a abouti à la création d’un cadre bio-informatique entièrement fonctionnel basé sur le Web, Genome Detective, permettant une identification rapide de toutes les familles de virus connues à l’aide des données de séquençage SNG et Sanger. La flexibilité et la rapidité accrues des nouvelles applications permettent l’analyse quotidienne des sujets en matière de diagnostic, de phylogéographie, de phylodynamique et de transmission de la pharmacorésistance. Les outils VIROGENESIS accélèrent la traduction des résultats des analyses SNG en recherches sur les mutations microbiennes, la source de transmission, l’origine géographique et l’étendue de la propagation des agents pathogènes. Il est important de noter que plusieurs projets finaux d’analyses génomiques ont été mis au point. Il s’agit notamment du logiciel libre UGENE multiplateforme et pour ordinateurs de bureau, qui intègre une suite d’outils bio-informatiques largement utilisés. VIROGENESIS a également collaboré avec LUCIAD, la société qui développe des logiciels pour des solutions de connaissance de la situation géospatiale. Cette collaboration permet de développer une plateforme de visualisation dynamique et d’identification des facteurs écologiques, démographiques et épidémiologiques ayant un impact sur la propagation du virus. L’application de VIROGENESIS dans les épidémies virales actuelles Au cours de la récente épidémie d’Ebola, plusieurs équipes de recherche internationales ont été déployées pour séquencer le virus Ebola à des fins de recherche et d’action de santé publique. Le logiciel VIROGENESIS s’est révélé très efficace dans plusieurs études sur des épidémies récentes en Afrique et en Amérique du Sud. Le cadre de découverte Genome Detective identifie les agents pathogènes viraux directement à partir des données SNG. L’utilisation de ces données avec d’autres outils VIROGENESIS permet des visualisations informatives et des interfaces utilisateur graphiques dynamiques pour suivre les épidémies en temps réel et dans l’espace. Un exemple de détection efficace d’agents pathogènes viraux a été présenté dans une étude. Ils ont utilisé les outils VIROGENESIS et les données de séquençage en temps réel pour la surveillance génomique, spatiale et épidémiologique de l’épidémie de virus de la fièvre jaune de 2018 au Brésil. VIROGENESIS permet une analyse efficace des données SNG pour découvrir des virus, le diagnostic et la recherche d’épidémies. Selon les coordinateurs du projet: «Avec la capture accrue de données génomiques SNG provenant d’épidémies virales et d’épidémies émergentes, nous prévoyons une augmentation de l’utilisation des outils de VIROGENESIS pour l’analyse de ces données, où l’identification rapide du type de virus et de la source de transmission est nécessaire.»
Mots‑clés
VIROGENESIS, SNG, bio-informatique, logiciels, épidémies virales, découverte de virus