La pandémie actuelle de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), causée par le coronavirus-2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), a fait environ 5,42 millions de décès et plus de 286 millions de cas confirmés. Les premiers cas de COVID-19 ont été signalés à Wuhan, dans la province du Hubei, en Chine, en décembre 2019, la majorité des personnes touchées ayant travaillé dans un marché de gros de fruits de mer et d’animaux. Les patients avaient de la fièvre, de la toux, une gêne thoracique et une pneumonie, ce qui a nécessité une hospitalisation et l’utilisation de ventilateurs pour l’assistance, certains d’entre eux mourant.
Des échantillons de patients ont été soumis pour isolement en culture cellulaire, suivi d’une RT-qPCR et d’un séquençage de nouvelle génération (NGS), indiquant le coronavirus (CoV) comme agent causal. Le dérèglement immunitaire, les maladies gastro-intestinales et les troubles post-COVID-19 à long terme sont tous devenus des symptômes cliniques depuis lors. Il n’existe actuellement aucun traitement curatif ou préventif pour prévenir l’infection, mais divers vaccins ont été développés et distribués dans le monde pour minimiser les taux de maladie grave et de mortalité. Des variantes du SRAS-CoV-2 sont récemment apparues, soulevant des inquiétudes quant à l’efficacité du vaccin et du traitement.
Il y a également eu beaucoup d’intérêt pour déterminer comment l’infection affecte la grossesse et le développement du fœtus, mais il reste encore beaucoup d’inconnues. En conséquence, une revue menée par une équipe de chercheurs de l’école de médecine Icahn du mont Sinaï, de l’université du Colorado et d’Active Motif, Incorporated compile des informations sur la virologie du SRAS-CoV-2, la transmission in utero de femmes enceintes infectées à fœtus, de nouvelles découvertes sur les méthodes possibles de trafic cellulaire du SRAS-CoV-2 à travers les exosomes et les effets transcriptomiques de l’infection par le SARS-CoV-2, afin d’éclairer les futures études visant à une meilleure compréhension du COVID-19 et le développement de thérapies solutions contre le SARS-CoV-2.
Cet article de synthèse est publié dans le Journal de biologie du développement.
L’étude
Le SRAS-CoV-2 a été découvert comme étant un membre de la famille des Coronaviridae, du genre betacoronavirus (qui comprend le MERS-CoV, qui était l’agent causal des épidémies de maladies respiratoires au Moyen-Orient en 2012), et le sous-genre sarbecovirus, dont Le SRAS-CoV (associé à la pandémie de 2002-2003 et identifié pour la première fois dans la province du Guangdong, en Chine) en est également membre. Même si le SARS-CoV-2 et le SARS-CoV sont tous deux des sarbécovirus, il a été découvert que le SARS-CoV-2 était plus étroitement lié à d’autres bêtacoronavirus de type SRAS de chauve-souris. Les chauves-souris ont été postulées comme réservoir du virus en raison de leur similitude génétique ; d’autres animaux, tels que les pangolins, ont été proposés comme hôtes intermédiaires potentiels en raison de la similarité de leur séquence génomique.
Impacts signalés de l’infection par le SRAS-CoV-2 sur les fœtus par les femmes enceintes et sur les enfants. Abréviations : syndrome inflammatoire multisystémique MISC chez l’enfant. « ? » indique que le mécanisme de transmission n’est pas clairement compris.
La transmission du COVID-19 des femmes enceintes infectées aux fœtus a été documentée, bien que rarement. Des cas de COVID-19 chez des enfants ont été enregistrés, avec des résultats mortels. Le long COVID, une infection grave dans laquelle les symptômes durent cinq semaines ou plus après une infection aiguë par le SRAS-CoV-2, a été décrit chez les enfants de la même manière que chez les adultes. Les enfants ont également été diagnostiqués avec le syndrome multisystémique inflammatoire pédiatrique (PIMS-TS), qui a été lié au COVID-19. Par rapport aux enfants plus âgés et aux adultes, les enfants de moins de 5 ans atteints de COVID-19 léger à modéré ont plus d’ARN viral du SRAS-CoV-2 dans leur nasopharynx, ce qui pourrait affecter la transmission.
Microscopie électronique à transmission (MET) de cellules Vero E6 infectées par le SRAS-CoV-2. Des exosomes et/ou une particule de type SARS-CoV-2 peuvent être vus (en médaillon) à l’intérieur d’un MVB. Evs—vésicules extracellulaires, PM—membrane plasmique, MVB—corps multivésiculaires.
L’infection par le SRAS-CoV-2 provoque une gêne fœtale ainsi qu’une morbidité et un décès importants chez les nourrissons. Il n’y a pas suffisamment de preuves indiquant des impacts négatifs sur les générations futures des personnes testées positives pour COVID-19 pendant la grossesse. Cependant, les découvertes du syndrome inflammatoire multisystémique chez les enfants (MIS-C) et d’autres complications suggèrent que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour bien comprendre la gamme complète des effets du COVID-19 chez les enfants, le développement in utero et sur le SRAS-CoV- 2 trafic cellulaire médié par les exosomes au cours des stades de développement in utero et périnatal.
Bien qu’il soit évident que l’infection par le SRAS-CoV-2 déclenche une réponse immunitaire chez les femmes enceintes, les effets sur les réponses immunitaires fœtales sont toujours un sujet de discussion brûlant. Une étude récente a porté sur 205 bébés nés de mères positives au COVID-19. Alors que seulement 10 % des nouveau-nés ont été testés positifs pour COVID-19, la majorité des nourrissons infectés par le SRAS-CoV-2 ont produit des anticorps d’immunoglobuline G et M (IgG, IgM). Aucun ARN viral n’a été trouvé dans les placentas de femmes enceintes positives au COVID-19 dans une autre étude.
De plus, il ne semble pas y avoir d’exemples vérifiés d’infection par le SRAS-CoV-2 transmise de la mère à son fœtus pendant la grossesse. Bien qu’une maladie grave ait été documentée chez des nourrissons de moins d’un an, des comorbidités sous-jacentes ont été établies dans de tels cas. Ces données montrent que l’infection verticale est rare et que les nourrissons nés de femmes positives au COVID-19 ont une immunité passive innée.
Les exosomes sont libérés par chaque type de cellule qui a été étudié jusqu’à présent. Les exosomes des lignées mésenchymateuses, endothéliales et trophoblastiques ont été étudiés en relation avec la lignée placentaire et il a été démontré qu’ils diminuent l’expression des lymphocytes T. Le rôle du trafic d’exosomes in utero et son importance dans les infections au SRAS-CoV-2 et l’établissement ultérieur d’une réponse immunitaire chez les nouveau-nés ont été examinés dans cette étude.
Les exosomes sont des nanovésicules extracellulaires dérivées d’endocytes qui emballent le contenu cellulaire. On pense qu’ils aident à maintenir l’homéostasie cellulaire, bien que le mécanisme de leur formation soit inconnu. Les infections par le SRAS-CoV-2 via les exosomes ou le développement de l’immunité in utero semblent être deux idées possibles pour la contribution exosomale in utero et le développement fœtal. Alors que l’ARN viral a été identifié dans les exosomes, il semble y avoir peu ou pas de réplication virale pendant la gestation. Cette découverte réfute la première idée selon laquelle les exosomes pourraient provoquer une infection virale dans l’utérus.
Implications
Les effets du SARS-CoV-2 sur le transcriptome fournissent une mine de données qui doivent être utilisées efficacement. Les profils transcriptomiques révèlent quels gènes sont régulés à la hausse ou à la baisse par l’infection, leur permettant d’être ciblés thérapeutiquement pour inverser l’effet. Ces profils peuvent également être utilisés comme biomarqueurs pour déterminer la gravité de l’infection, allant de légère à sévère. Enfin, ces profils fournissent des informations supplémentaires sur la façon dont l’infection par le SRAS-CoV-2 affecte le développement et la programmation cellulaires.
Pour combler les lacunes dans la compréhension des mécanismes de transmission materno-fœtale, les modèles d’héritage des empreintes épigénétiques peuvent être comparés entre les cellules de mères infectées par COVID-19 et leur progéniture. Il sera intéressant de voir si les changements épigénétiques de la mère causés par l’infection par le SRAS-CoV-2 sont transmis à sa progéniture. Dans l’ensemble, cette revue vise à élargir la perspective sur plusieurs éléments de COVID-19, ce qui aidera à comprendre d’autres infections virales et nous aidera à mieux nous préparer aux futures épidémies.
