Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur, les chercheurs ont examiné la vulnérabilité des chauves-souris frugivores jamaïcaines (Artibeus jamaicensis) au coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2). Ils ont recherché des preuves de la façon dont les chauves-souris utilisent leur immunité innée et adaptative pour engager le SRAS-CoV-2 ou d’autres coronavirus (CoV), bien qu’elles ne présentent pas de symptômes cliniques apparents.
Étude : Réponse de type cellule T régulatrice au SRAS-CoV-2 chez les chauves-souris frugivores jamaïcaines transduites avec l’ACE2 humain. Crédit d’image : Melinda Fawver/Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
Les CoV naturels (ou sauvages) infectent plusieurs espèces de chauves-souris mais sont restés confinés à leurs intestins, indiquant une transmission virale féco-orale ; cependant, les études ont à peine révélé la biologie des CoV liés au SRAS chez les chauves-souris. Vraisemblablement, Rhinolophus les espèces de chauves-souris abritaient le SRAS-CoV-2 ancestral qui s’est d’abord propagé dans le ou les hôtes zoonotiques ponts et a ensuite évolué pour se transmettre entre humains, provoquant la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).
Il est peu probable que le SRAS-CoV ancestral soit jamais découvert car il s’est soit éteint, soit muté ou recombiné avec d’autres sarbecovirus. Cela suggère également que les isolats initiaux de Wuhan du SRAS-CoV-2 pourraient se comporter différemment chez les chauves-souris frugivores jamaïcaines.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont inoculé un adénovirus à réplication défectueuse (Adv) codant pour l’enzyme de conversion de l’angiotensine humaine 2 (hACE2) ou Adv/hACE2 chez des chauves-souris frugivores jamaïcaines par voie intranasale. Puis ils les ont défiés avec le SRAS-CoV-2 après cinq jours.
Les chercheurs ont utilisé une colonie reproductrice de cette espèce de chauve-souris qu’ils avaient établie en 2006 pour effectuer des études d’infection avec plusieurs virus, dont le SRAS et le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS)-CoV. Initialement, ils ont maintenu cette colonie de chauves-souris dans une installation de vol libre. Cependant, ils ont déplacé les chauves-souris infectées par le virus vers des cages sous confinement de niveau 3 de biosécurité (BSL-3) après avoir été confrontées à l’isolat SARS-CoV-2 WA1. Ils ont obtenu cette souche du référentiel de ressources de recherche sur la biodéfense et les infections émergentes (BEI) et l’ont passée dans des cellules Vero E6 pour générer un stock.
Ensuite, l’équipe a inoculé par voie intranasale des chauves-souris avec 105 doses infectieuses médianes en culture tissulaire (TCID50) du virus. Ils ont tenu les chauves-souris dans une position controlatérale pour assurer la livraison aux poumons et aux voies gastro-intestinales. Plus tard, ils ont collecté leurs écouvillons oraux et rectaux les jours deux, quatre, sept, 10, 14 et 21 après l’inoculation (PI) pour la détection de l’acide ribonucléique viral (ARN) par réaction en chaîne par polymérase quantitative (qPCR).
Finalement, ils ont euthanasié des chauves-souris pour une autopsie et ont collecté et congelé des parties de leurs poumons et de leurs intestins pour l’extraction de l’ARN et l’isolement du virus. Ils ont utilisé un kit de détection du gène de l’enveloppe (E) du SRAS-CoV-2 pour la qPCR d’ARN extrait de tissus de chauve-souris congelés.
Pour in vitro études, les chercheurs ont utilisé le coxsackievirus et le récepteur de l’adénovirus (CAR) pour transduire des cellules épithéliales rénales primaires (Ajk) de chauve-souris frugivore jamaïcaine avec un sérotype Ad5 à réplication défectueuse avec une protéine fluorescente verte (GFP), à la multiplicité d’infection (MOI) égale un pour une heure. Étant donné que CAR partage respectivement 86 % et 92 % d’identité et de similitude avec son homologue de souris, il était idéal pour ces expériences. L’équipe a surveillé la fluorescence soutenue pendant plusieurs jours. Plus tard, ils ont inoculé ces cellules avec le virus sans GFP pour le défi SARS-CoV-2. Pour in vivo expériences, ils ont inoculé cinq chauves-souris transduites avec hACE2 par voie intranasale en utilisant 2,5×108 unités formant plaque (PFU) de l’isolat SARS-CoV-2 WA1 dans 50 µl de milieu d’aigle modifié de Dulbecco (DMEM).
Douze jours plus tard, ils ont euthanasié ces animaux pour prélever des rates pour le marqueur induit par l’activation (AIM) test. Ce test utilise un biomarqueur CD154 qui identifie les rares cellules T auxiliaires (Th) réactives à l’antigène (moins de 2 % de semaines après l’infection) par cytométrie en flux (FC). La rareté de ces cellules rend l’évaluation de ex vivo Réponses des lymphocytes T difficiles. En outre, l’équipe a également déterminé qu’un cluster de différenciation 4 (CD4)+ Les cellules Th ont répondu à l’infection par le SRAS-CoV-2 chez les chauves-souris transduites par hACE2.
Résultats de l’étude
Les résidus ACE2 conservés diffèrent nettement entre les espèces de chauves-souris en fer à cheval. Par exemple, les chauves-souris frugivores jamaïcaines ont conservé 13 des 20 résidus ACE2 (modéré). En raison des faibles niveaux endogènes d’ARN messager ACE2 dans les poumons des chauves-souris, les chercheurs n’ont pas pu détecter le SRAS-CoV-2 dans leurs poumons. Bien que le virus se soit reproduit chez les chauves-souris, il ne l’a fait que pendant quelques jours, les chauves-souris ne présentant aucun symptôme clinique apparent de maladie ou de perte de poids.
Le SRAS-CoV-2 WA1 est resté confiné à l’intestin de la chauve-souris, principalement aux plaques de Peyer et aux cellules mononucléaires de la lamina propria intestinale. En outre, ils n’ont noté aucune excrétion virale apparente dans les excréments de chauve-souris, et le dosage immuno-enzymatique (ELISA) sensible à la protéine de la nucléocapside (NC) du SRAS-CoV-2 n’a pas non plus réussi à détecter la réponse des anticorps anti-SRAS-CoV-2. Dans l’ensemble, ces résultats suggèrent que le SRAS-CoV-2 avait une faible sensibilité à se lier à l’ACE2 de la chauve-souris frugivore jamaïcaine (AjACE2), ce qui rend les cellules de la chauve-souris frugivore jamaïcaine peu admissibles au virus.
Peut-être que les cellules Ajk manquaient de sérine protéase transmembranaire 2 (TMPRSS2) qui facilite l’entrée du SRAS-CoV-2 à travers la membrane plasmique. Il est également possible que la transduction d’Adv ait activé des voies antivirales dans ces cellules qui délimitaient la réplication du SARS-CoV-2. Une autre possibilité est que les cellules infectées par le SRAS-CoV-2 via la cathepsine L facilitent l’évasion endosomale de l’ARN génomique (ARNg). Néanmoins, la transduction de hACE2 a entraîné une infection SARS-CoV-2 inefficace dans d’autres lignées cellulaires de chauve-souris, aucune d’origine rénale. L’une des lignées cellulaires a produit des virions infectieux ; cependant, ces virus n’ont pas pu terminer l’exocytose, probablement à cause de la téthérine, comme observé en utilisant la microscopie électronique.
Chez les chauves-souris transduites par hACE2 défiées par le SRAS-CoV-2 WA1, les chercheurs ont détecté de faibles niveaux d’ARN viral au début de l’infection, probablement en raison de la pénétrance limitée d’Ad5/hACE2 dans les extrémités distales des animaux de test d’où les chercheurs ont extrait l’ARN. Les résultats de l’histologie ont également montré une pathologie claire dans les poumons de chauve-souris infectés par transduction hACE, et les chercheurs ont facilement détecté des antigènes dans leurs bronches principales. Chez les chauves-souris infectées par le SRAS-CoV-2, les réponses en anticorps à faible titre ont commencé le jour 4. Le titre des réponses en anticorps est resté faible, même 21 jours PI, probablement en raison d’un manque d’expression de l’IL-21. Cependant, il est également possible que les chauves-souris aient des réponses immunitaires innées robustes qui dépendent moins des réponses des anticorps.
Les auteurs ont noté que les cultures de splénocytes de trois chauves-souris sur quatre stimulées pendant 24 heures avec l’antigène de la bibliothèque de peptides NC n’ont montré aucune recrudescence des transcrits d’interféron-γ (IFNγ) ou d’interleukine-21 (IL-21). De plus, il y a eu une augmentation marquée de l’expression de CD154 sur CD4+ Cellules Th (associées au COVID-19 sévère). De même, l’IL-10 et le facteur de nécrose tumorale bêta (TGFβ) ont été multipliés par deux, malgré <2 % de cellules Th spécifiques au SARS-CoV-2 dans les cultures cellulaires.
Enfin, certains sous-ensembles de cellules T régulatrices (Treg) utilisent ces cytokines pour supprimer les réponses inflammatoires. Les auteurs ont noté une augmentation des transcrits d’ARNm des marqueurs de cellules Th CD4 et Cxcr4, suggérant que leur activité pourrait être moindre chez les chauves-souris ou jouer un rôle différent par rapport aux humains. Ainsi, il y avait des différences dans les comportements des cellules Th chez les chauves-souris et les humains infectés par le SRAS-CoV-2.
conclusion
Avec les progrès des méthodes et des réactifs pour étudier l’immunité adaptative des chauves-souris, il y aura plus de clarté concernant les rôles que jouent les cellules T des chauves-souris dans l’immunité aux virus. D’autres études devraient également se concentrer sur l’examen du rôle des cellules T individuelles chez les chauves-souris à l’aide de nouvelles techniques, telles que la FC, la culture de cellules T ou le séquençage d’ARN à résolution unicellulaire. Dans ce contexte, comme le démontre la présente étude, les vecteurs Adv de sérotype 5 pourraient s’avérer bénéfiques. Ils pourraient aider à disséquer les infections virales des chauves-souris, y compris les variantes du SRAS-CoV-2, et comment leur système immunitaire adaptatif répond à ces virus.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
