Dans une récente étude publiée dans la revue Communication Natureles chercheurs ont examiné l’évolution phénotypique et génétique des virus hautement pathogènes de la grippe aviaire A(H5N1) du clade 2.3.4.4b après leur propagation en Amérique du Nord (NAm).
Les virus du clade 2.3.4.4b A(H5N1) se sont propagés rapidement en Afrique, en Europe et en Asie en 2021, infectant les animaux domestiques et les oiseaux sauvages. Des virus du même clade ont été découverts dans les régions nord-américaines vers la fin de 2021, indiquant une expansion transcontinentale continue. Leur potentiel de transmission zoonotique, leur réassortiment et l’augmentation de la virulence des virus et des infections humaines sont préoccupants.
Étude : Évolution rapide des virus de la grippe A(H5N1) après propagation intercontinentale en Amérique du Nord. Crédit d’image : CDC et NIAID
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont rendu compte de l’évolution rapide des virus de la grippe A(H5N1) après leur propagation intercontinentale en Amérique du Nord.
La dynamique de transmission et la pathogénicité de deux virus A(H5N1) d’oiseaux sauvages, A/American wigeon/South Carolina/22-000345-001/2021 (Wigeon/SC/21) collectés en décembre 2021 et A/bald eagle/Florida/ W22-134-OP/2022 obtenu en février 2022, ont été déterminés. Des furets et des poulets leghorn blancs ont été utilisés pour évaluer la transmission du virus A(H5N1). Des analyses génotypiques et antigéniques des virus du clade 2.3.4.4b ont été réalisées et d’autres virus du même clade ont été pathotypés chez les furets.
Pour évaluer la virulence, les titres de lavage nasal ont été déterminés et exprimés en dose infectieuse médiane en culture tissulaire (TCID50/ml), suivi d’un examen histopathologique des voies respiratoires supérieures, des voies respiratoires inférieures et des tissus extrapulmonaires des furets. De plus, des souris BALB/c ont été inoculées avec les virus pour déterminer si la virulence et la pathogénicité chez les furets se reflétaient dans d’autres modèles de mammifères grippaux. Mortalité médiane (LD50) les doses ont été déterminées pour évaluer la létalité virale. Des tests de syncytium ont été effectués pour détecter le pH de l’activation de l’hémagglutinine (HA), et des tests de gène rapporteur ont été effectués pour évaluer les activités du gène de la polymérase virale.
Des cellules épithéliales des voies respiratoires humaines indifférenciées (Calu-3) et des cultures primaires différenciées des voies respiratoires humaines ont été utilisées pour évaluer la cinétique de réplication. Des sérums ont été obtenus à partir de 48 personnes âgées de 18,0 à 46,0 ans pour mesurer les anticorps protecteurs croisés ciblés par la protéine neuraminidase (NA) du virus de la grippe à l’aide de dosages de lectine liée à une enzyme (ELLA). La sensibilité antivirale des virus du clade 2.3.4.4b a été déterminée à l’aide d’inhibiteurs de NA (INA), le zanamivir et l’oseltamivir, et d’un métabolite actif de l’inhibiteur d’endonucléase baloxavir marboxil, l’acide baloxavir (BXA).
Résultats
Une transmission minimale oiseau-mammifère des virus a été observée. Chez les furets, les inoculations Wigeon/SC/21 et Eagle/FL/22 ont entraîné des infections légères et graves, respectivement, comme en témoignent des titres moyens plus significatifs dans les lavages nasaux d’Eagle/FL/22 à un, trois et cinq jours après -infection (ppp). Le mouvement vers l’ouest du clade 2.3.4.4b a été rapidement suivi d’événements de réassortiment dans les virus de l’influenza aviaire sauvage NAm et les organismes viraux H5 2.3.4.4b après l’introduction du virus A(H5N1) en Amérique du Nord, entraînant l’acquisition de différentes combinaisons de gènes de ribonucléoprotéines .
Par exemple, Eagle/FL/22 a développé la nucléoprotéine (NP) aviaire sauvage nord-américaine et les gènes de base de la polymérase (PB)-1 et 2 après réassortiment. Quatre génotypes viraux ont été détectés parmi les 58,0 virus grippaux A(H5N1) séquencés. Tous les virus contenaient les segments de gènes NA, HA, non structuraux (NS) et matriciels (M) d’origine eurasienne (EA), mais possédaient différentes combinaisons de gènes NP et polymérase d’origine Nam ou EA. Dans la plupart des cas, des segments NAm monophylétiques ont été observés, indiquant un réassortiment minimal, avec la propagation géographique des virus résultants.
Les protéines du virus NAm-souche A(H5N1) n’ont montré aucun marqueur lié à la virulence chez les mammifères, et toutes étaient antigéniquement homogènes. Les autres virus pathotypés étaient A/Red-shouldered Hawk/ North Carolina/W22-121/2022 (Hawk/NC/22) ; A/Fancy Chicken/Terre-Neuve/FAV-0033/2021 (Ck/NL/21); A/Pygargue à tête blanche/Caroline du Nord/W22-140/2022 (Eagle/NC/22) ; et A/Petit Fuligule milouinan/Géorgie/W22-145E/2022 (Scaup/GA/22). L’acquisition du segment NAm était fortement corrélée à la gravité de la maladie chez les furets, l’infection la moins grave par Ck/NL/21, ne possédant aucun gène NAm, et l’infection la plus grave par Scaup/GA/22, possédant quatre gènes NAm.
La tendance s’est étendue à la réplication virale dans les tissus et aux résultats histopathologiques. Les virus causant 100 % de létalité chez les furets et ceux qui avaient acquis des segments NAm, tels que Scaup/GA/22, Hawk/NC/22 et Eagle/FL/22, avaient la DL la plus faible50 valeurs chez les souris. Eagle/FL/22 et Wigeon/SC/21 ont montré une spécificité de récepteur aviaire et des activités de polymérase similaires, avec quelques différences dans les taux de réplication entre les cellules Calu-3 et les cultures des voies respiratoires humaines.
Les titres d’anticorps dirigés contre Eagle/FL/22 et Wigeon/SC/21 N1 étaient comparables à ceux contre le NA saisonnier CA/04 (H1N1)pdm09, et les protéines NA des virus H5N1 présentaient une similitude de 90 % avec les virus A(H1N1) pdm09 . La concentration efficace médiane (EC50) et la concentration inhibitrice semi-maximale (IC50) les valeurs des virus natifs et réassortis testés étaient similaires à celles des virus de la grippe humaine A(H1N1)pdm09 sensibles aux médicaments.
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont mis en évidence la tendance actuelle de la lignée virale A(H5N1) 2.3.4.4b à se réassortir et à attaquer le cerveau et la moelle épinière. Les résultats appellent à une préparation coordonnée pour lutter contre l’évolution et la propagation virales à travers le continent et limiter les effets d’une pandémie déclenchée par des virus réassortis A(H5N1) similaires.
