BK polyomavirus non coding control region: a review, characterisation of 18 patient derived BK polyomavirus non-coding control regions in Bordeaux University Hospital

BK Virus (BKpyV) is a DNA virus discovered in 1971 which belongs to the Polyomaviridae family. This virus is restricted to humans and widely spread within the population. After primary infection the virus establishes latency in kidneys and the urinary tract. Primary infection and reactivation are usually asymptomatic but may turn into a severe threat for immunocompromised patients who have undergone renal transplantation or hematopoietic stem cell transplantations. BKPyV non coding control region is remarkable for its plasticity. It can be found in wild-type conformation, called “archetype”, or rearranged conformation which harbors block duplications and/or deletions. Through its interaction with cellular transcription factors, it orchestrates the replication of viral DNA as well as the transcription of early and late viral genes. The source and significance of such rearrangements remain unclear. Experimental data suggest that rearranged BKPyV could be associated with increased pathogenicity, enlarged cellular tropism or oncogenic properties. However, these features need to be confirmed in vivo. In our study, we have sequenced then analyzed the non-coding control region of BKPyV found to replicate at high level in the urine of 18 patients after hematopoietic stem cell transplantation between 04/01/2019 and 03/31/2020 at University hospital of Bordeaux in France. All of the sequenced BKPyV non-coding control regions harbored archetype conformation. Thus, rearrangements of the non-coding control region seem to be rare in this context and not associated with high level replication of the BKPyV and BKPyV hemorrhagic cystitis. Besides, our archetype sequences revealed nucleotide polymorphism. A predictive analysis showed that those variations could affect transcription factor binding sites distribution among the non-coding control region. Whether such variations influence BKPyV gene transcription remains to be clarified in further studies.
Le BK virus (BKPyV) est un virus à ADN de la famille des Polyomaviridae découvert en 1971. C’est un virus ubiquitaire, strictement humain dont le réservoir s’établit après la primo-infection dans le rein et le tractus urinaire. La primo-infection et les réactivations sont habituellement asymptomatiques mais constituent cependant une menace pour la santé des patients immunodéprimés en contexte de greffe rénale ou de greffe de cellules souches hématopoïétiques. La région non codante du BKPyV, remarquable par sa plasticité, peut se présenter sous forme sauvage dite « archétype » ou réarrangée comportant des duplications et délétions en bloc. Par son interaction avec des facteurs de transcription cellulaire, elle orchestre la réplication de l’ADN viral ainsi que la transcription de gènes viraux précoces et tardifs. L’origine et la signification des réarrangements est incertaine. Des données expérimentales suggèrent que les souches de BKPyV arborant des réarrangements seraient associées à une pathogénicité plus importante, un tropisme cellulaire élargi ou encore un pouvoir transformant accru. Ces caractéristiques peinent toutefois à être confirmées in vivo. Afin d’illustrer ces problématiques, nous avons séquencé puis analysé la structure de la région non codante du BKPyV répliquant à haut niveau dans les urines de 18 patients en situation de greffe de cellules souches hématopoïétiques entre le 01/04/2019 et le 31/03/2020 au CHU de Bordeaux. L’ensemble des régions non codantes du BKPyV séquencées était de conformation archétype. Les réarrangements de la région non codante semblent donc être un évènement rare et non associé à une réplication intense ainsi qu’à la survenue de cystite hémorragique liée au BKPyV. Un polymorphisme de plusieurs nucléotides a par ailleurs été mis en évidence et pourrait affecter la distribution des sites de liaison aux facteurs de transcription selon notre analyse prédictive. L’influence de ces variations de séquence sur transcription des gènes viraux reste néanmoins à être précisée.