Dans une étude récente publiée dans Gastro-entérologieles chercheurs ont évalué l’infectivité de la variante Omicron du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) dans le tractus intestinal.
Sommaire
Arrière-plan
La maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) est essentiellement une maladie pulmonaire due à une infection par le SRAS-CoV-2 des voies respiratoires. Cependant, il peut également proliférer dans le tractus intestinal. Il convient de noter que plus de 50 % des patients atteints de COVID-19 présentent une excrétion du SARS-CoV-2 dans leurs selles, indiquée par la détection du SARS-CoV-2 dans leurs selles. Les souches SARS-CoV-2 Omicron et Delta se répliquent dans les voies respiratoires. Cependant, les capacités de prolifération des souches dans les organoïdes intestinaux sont inconnues.
Les auteurs de la présente étude ont précédemment rapporté que dans le mini-intestin dérivé de cellules souches pluripotentes induites (iPS) (comprenant diverses cellules intestinales telles que les cellules caliciformes, épithéliales, entéroendocrines et Paneth), les cellules épithéliales tapissaient la surface intestinale de cellules stables. expression du récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine (ACE2) et de la protéase transmembranaire sérine 2 (TMPRSS2). ACE2 est essentiel pour l’invasion SARS-CoV-2 de l’hôte, et TMPRSS2 facilite l’entrée virale. Ainsi, les découvertes précédentes ont indiqué que les organoids intestinaux sont sensibles aux infections SARS-CoV-2.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont étudié la sensibilité des organoïdes intestinaux au prototype SARS-CoV-2 (Wuhan-hu-1), aux souches Omicron et Delta.
Deux organoïdes de taille similaire ont été cultivés et inoculés avec le SRAS-CoV-2 à une multiplicité d’infection (moi) de 1. En parallèle, cancer coli-2 (Caco-2), cellules épithéliales des voies respiratoires humaines cultivées 3 (Calu-3) , VeroE6 et VeroE6/TMPRSS2 ont été inoculées avec le SARS-CoV-2 à une moi de 0,05 pour VeroE6 et VeroE6/TMPRSS2 et de 0,5 pour les cellules Caco-2 et Calu-3.
L’immunocoloration a été réalisée à l’aide d’anticorps de nucléocapside (NP) du SRAS-CoV-2 et les images résultantes ont été évaluées huit jours après l’infection pour la coloration des antigènes ACE2 et SARS-CoV-2 NP.
De plus, l’équipe a évalué l’effet d’un cocktail d’anticorps neutralisants (REGN-CoV-2, casirivimab et imdevimab) pour diminuer la transmission virale de cellule à cellule. Les surnageants obtenus dans l’analyse ont été soumis à des tests de quantification de l’ARN viral. Par la suite, les titres viraux ont été déterminés en fonction de leurs effets cytopathiques (CPE) et de la dose infectieuse de culture tissulaire à 50 % (TCID50) valeurs.
La sécrétion de lactate déshydrogénase (LDH) et du groupe à haute mobilité box-1 (HMGB1) des organoïdes intestinaux a été mesurée à l’aide de tests cytotoxiques et de tests immuno-enzymatiques (ELISA), respectivement. De plus, les niveaux de cytokines telles que le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α) et les interférons (IFN-β, λ3) dans les surnageants de culture des mini-intestins ont été quantifiés par ELISA.
Des essais de fusion cellulaire ont été effectués dans lesquels les cellules du donneur [human embryonic kidney 293 (HEK293) cells expressing SARS-CoV-2 spike (S) and HiBiT] et cellules acceptrices [HEK293 cells expressing LgBiT and ACE2] ont été cultivés simultanément. La fusogénicité virale a été déterminée sur la base de leur activité luciférase.
Résultats
Dans cette étude, un pic a été observé dans la réplication du SRAS-CoV-2 après quatre jours d’infection. Alors que Delta a démontré une capacité de réplication quatre à six fois supérieure à celle de la souche prototype, l’efficacité de réplication d’Omicron était très faible dans les cellules Caco-2, où la perte d’Omicron était remarquablement faible par rapport au prototype et aux souches Delta. En revanche, Omicron a démontré une efficacité de réplication comparable à la souche prototype dans les cellules VeroE6 et les cellules Calu-3, indépendamment de l’expression de TMPRSS2.
Les niveaux de LDH étaient considérablement élevés dans les organoïdes intestinaux infectés par le prototype et le delta, tandis que ceux des mini-intestins infectés par Omicron étaient comparables à ceux des témoins non infectés. De même, HMGB1 a été exprimé par les organoïdes intestinaux infectés par le prototype et le delta, mais pas par ceux infectés par Omicron. Lors d’une infection par le SRAS-CoV-2, HMGB1 est libéré et, par la suite, des cytokines sont produites. Ainsi, les résultats de l’étude indiquent la présence et l’absence de potentiel inflammatoire de Delta et d’Omicron dans le tractus intestinal, respectivement. Cela a été étayé par l’augmentation des niveaux de cytokines dans les organoïdes intestinaux infectés par Delta par rapport à ceux infectés par Omicron.
L’analyse d’immunocoloration a montré que les mini-intestins infectés par la souche prototype présentaient des cellules dispersées avec une morphologie cellulaire distinctive, tandis que les mini-intestins infectés par Delta présentaient des grappes de cellules infectées par le SRAS-CoV-2. Cela était révélateur de la fusogénicité accrue de Delta.
Les mini-intestins infectés par Omicron ont montré de rares cellules infectées par le SRAS-CoV-2. Il convient de noter que les antigènes SARS-CoV-2 NP étaient limités au côté luminal de l’épithélium du mini-intestin, ce qui indique la faible probabilité que le SARS-CoV-2 envahisse la sous-muqueuse. Fait intéressant, l’expression d’ACE2 était considérablement régulée à la baisse dans les cellules infectées par le SRAS-CoV-2.
Le cocktail d’anticorps a diminué la propagation latérale du SRAS-CoV-2, même deux jours après l’infection Delta, diminuant ainsi le regroupement des cellules infectées par le SRAS-CoV-2. Cela indiquait une inhibition potentielle de la propagation du SRAS-CoV-2 en neutralisant les anticorps dans le mini-intestin.
Conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont mis en évidence la réduction sélective de l’infectiosité d’Omicron dans le mini-intestin. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour élucider les mécanismes responsables de cette réduction, ce qui contraste avec la réplication élevée d’Omicron dans des tissus tels que les voies respiratoires supérieures.
