Dans une récente étude publiée dans la revue mBiodes chercheurs aux États-Unis ont évalué l’exposition des rats au coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) à New York (NYC).
En plus des humains, le SRAS-CoV-2 peut infecter divers animaux domestiques, sauvages et captifs, notamment les chats, les chiens, les cerfs, les furets, les gorilles, les lions, les visons, les loutres, les tigres et autres. Le virus a évolué rapidement et plusieurs variantes génétiques sont apparues. Les variants du SRAS-CoV-2 ont acquis des mutations dans le domaine de liaison au récepteur (RBD) de la protéine de pointe qui faciliteraient l’infectiosité chez les rats/souris.
Cela soulève des inquiétudes quant au risque de zoonose inverse chez les rongeurs. Deux études de surveillance ont indépendamment suggéré une exposition possible des rats par les eaux usées en Belgique et à Hong Kong, mais le matériel génétique viral n’a pas été détecté chez les rats bruns (Rattus norvège). Il reste incertain si les rats sont sensibles aux variantes plus récentes du SRAS-CoV-2 (Delta et Omicron).
Étude: Exposition au SRAS-CoV-2 chez les rats surmulots (Rattus norvegicus) de la ville de New York. Crédit d’image : Holger Kirk/Shutterstock
L’étude et les conclusions
Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué l’exposition des rats au SRAS-CoV-2 à New York. Ils ont effectué une surveillance entre le 13 septembre et le 21 novembre 2021, lorsque le SARS-CoV-2 Delta était prédominant dans la ville. Soixante-dix-neuf rats ont été capturés/échantillonnés sur trois sites à Brooklyn, NYC.
Neuf et quatre échantillons de sérum de rat étaient positifs pour l’immunoglobuline G (IgG) et l’IgM, respectivement, contre la pointe et le RBD. De plus, ces échantillons positifs ont été évalués pour les anticorps neutralisants (nAbs) dans un test de microneutralisation contre la lignée B.1, les variantes Alpha et Delta, mais tous les échantillons ont été testés négatifs.
Seuls quatre échantillons de tissus respiratoires étaient positifs pour l’ARN viral lors d’un test de réaction en chaîne par polymérase quantitative à transcription inverse (RT-qPCR). Aucune réactivité croisée avec six souches murines de bêta-CoV n’a été observée. Seuls deux rats étaient positifs pour l’ARN et les anticorps du SRAS-CoV-2. Le séquençage du génome entier des quatre échantillons positifs à la PCR a identifié des séquences virales partielles avec une couverture génomique allant jusqu’à 21,3 %.
Les analyses phylogénétiques et la caractérisation moléculaire ont suggéré que les séquences étaient associées à la lignée B du SRAS-CoV-2. Ensuite, l’équipe a étudié si les variants du SRAS-CoV-2 pouvaient infecter les rats. Des rats âgés de six semaines ont été provoqués par voie intranasale avec SARS-CoV-2 Alpha, Delta ou Omicron. Les tissus pulmonaires et les cornets ont été récoltés 2 et 4 jours après l’infection (dpi).
Des niveaux élevés d’ARN viral et des titres de virus infectieux ont été détectés dans les tissus et les cornets, malgré l’absence notable de signes cliniques et de perte de poids corporel. Plus précisément, les rats infectés par Delta avaient les nombres de copies d’ARN et les titres de virus infectieux les plus élevés à 2 dpi. L’expression de l’antigène viral était évidente dans les poumons à chaque point chez tous les animaux infectés, et l’expression la plus élevée a été observée chez les animaux infectés par Delta.
Les rats Sprague Dawley (SD) sont sensibles à l’infection par les variantes Alpha, Delta et Omicron. (A) Prévalence des variantes Alpha, Delta et Omicron à New York. Figure adaptée de https://outbreak.info. (B) Schéma de l’expérience de provocation virale utilisant des rats SD âgés de 6 semaines. (C) Changements d’acides aminés des variantes Alpha, Delta et Omicron à travers le domaine de liaison au récepteur (RBD) par rapport à Wuhan-Hu-1 (numéro d’accès NCBI MN908947.3). (D) Poids corporel des rats simulés ou infectés par la variante Alpha, Delta ou Omicron. (E et F) Copies d’ARN viral (E) et titres viraux infectieux (F) dans le cornet et les poumons de rats infectés par la variante Alpha, Delta ou Omicron à 2 ou 4 jours après l’infection (dpi). *, P < 0,05 ; **, P < 0,01. (G) Détection de la protéine de nucléocapside du SRAS-CoV-2 dans les cellules épithéliales bronchiques par immunohistochimie à 2 et 4 dpi. Barre d'échelle = 100 μm.
En outre, les réponses immunitaires à l’infection ont été déterminées en mesurant l’expression des cytokines/chimiokines à 2 et 4 dpi et des anticorps à 21 dpi. Toutes les infections variantes ont suscité un profil d’expression pro-inflammatoire, en particulier à 2 dpi. De manière constante, les rats infectés par Delta avaient l’expression la plus élevée. Les IgG et les attrapes étaient détectables contre toutes les variantes à 21 dpi. L’IgM n’a pas été détectée, quel que soit le variant infectant.
Aucune différence significative entre les infections Alpha et Delta n’a été observée dans les titres d’IgG. Néanmoins, la variante Delta a induit des titres d’IgG plus élevés qu’Omicron. Les titres de nAb induits par delta étaient plus élevés que ceux provoqués par Alpha ou Omicron. Le séquençage du virus à partir des poumons des animaux n’a révélé aucune substitution adaptative d’acides aminés dans les RBD de trois variantes.
Cependant, la substitution de N74K dans la pointe a été observée chez les animaux infectés par la variante Alpha. D’autres substitutions ont été observées dans la nucléoprotéine, la protéine non structurelle 6 (NSP6) et la NSP13 chez certains rats infectés par Delta/Alpha. Enfin, les chercheurs ont modélisé par ordinateur les interactions entre les RBD variants et l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) du rat.
Les modèles structurels ont montré que le résidu 452 ne s’engageait pas directement dans l’ACE2 et était entouré de nombreux résidus adjacents. Ainsi, la substitution L452R dans la variante Delta pourrait modifier la conformation structurelle et moduler l’affinité de liaison. Conformément à cela, les tests de liaison in vitro ont révélé une affinité de liaison deux fois plus élevée de Delta RBD avec de doubles mutations L452R/T478K que le Wuhan-Hu-1 RBD d’origine.
conclusion
Pris ensemble, les auteurs ont démontré que les rats de NYC étaient exposés au SRAS-CoV-2. Plus de 16 % des rats testés étaient séropositifs et 5 % étaient positifs pour l’ARN viral. Les analyses génomiques ont révélé que les séquences étaient liées à la lignée B, qui était répandue au début de la pandémie à New York. L’équipe a émis l’hypothèse que les virus de la lignée B étaient enzootiques chez les rats. De plus, l’équipe a prouvé que SARS-CoV-2 Delta et Omicron pourraient infecter des rats. Dans l’ensemble, les résultats ont souligné le risque potentiel de zoonose secondaire chez les rats et la nécessité de poursuivre la surveillance des populations de rats.
