L'effort mondial pour développer rapidement des médicaments et des vaccins pour COVID-19 a été entravé par un nombre limité de souris de laboratoire susceptibles d'être infectées par le SRAS-CoV-2, le virus qui cause COVID-19. Maintenant, des chercheurs de la Washington University School of Medicine à St. Louis rapportent qu'ils ont développé un modèle de souris de COVID-19 qui reproduit la maladie chez les humains. De plus, la même approche pourrait être facilement adoptée par d'autres scientifiques pour accélérer considérablement les tests de traitements expérimentaux et préventifs au COVID-19.
Le modèle de souris est décrit dans un article publié en ligne le 10 juin dans la revue Cell. En plus des tests de dépistage de drogues et de vaccins, les scientifiques peuvent utiliser le modèle avec des souris élevées pour développer des problèmes de santé tels que l'obésité, le diabète ou une maladie pulmonaire chronique afin d'étudier pourquoi certaines personnes développent des cas potentiellement mortels de COVID-19 tandis que d'autres se rétablissent de leur propre chef.
Il y a eu une énorme poussée pour développer des vaccins et des thérapies aussi rapidement que possible, et puisque les modèles animaux ont été limités, ces médicaments et vaccins expérimentaux ont été mis directement chez l'homme, et beaucoup d'entre eux n'ont pas été examinés. Les souris sont utiles car vous pouvez en étudier un grand nombre et observer l'évolution de la maladie et la réponse immunitaire d'une manière difficile à faire chez les humains. Il serait plus rentable, plus efficace et plus sûr pour les gens si nous pouvions obtenir plus d'informations sur le fonctionnement de ces médicaments et vaccins potentiels et sur leur efficacité avant de passer à des études sur des primates non humains plus difficiles et, finalement, sur des êtres humains. «
Michael S. Diamond, MD, Ph.D., chercheur principal, professeur de médecine Herbert S. Gasser et expert en infections virales
Les souris ne sont pas naturellement infectées par le virus qui cause COVID-19. Pour infecter des personnes, le virus se verrouille sur une protéine appelée enzyme de conversion de l'angiotensine-2 (ACE2) à la surface des cellules des voies respiratoires. Mais la protéine ACE2 humaine est différente de la protéine ACE2 de souris, et le virus ne peut pas s'attacher à la version de souris.
Le virus qui a provoqué l'épidémie de SRAS en 2003 est étroitement lié à celui qui a provoqué la pandémie de COVID-19, et le virus du SRAS infecte également les cellules en se fixant sur la protéine ACE2 humaine. Pendant l'épidémie de SRAS, les chercheurs ont créé une souche de souris génétiquement modifiées avec la protéine ACE2 humaine afin de pouvoir étudier le SRAS. Cependant, après la fin de l'épidémie, l'intérêt pour le SRAS a diminué et les colonies de souris ont été fermées. L'émergence de COVID-19 au début de cette année a déclenché une précipitation effrénée pour recommencer à élever les souris, mais même maintenant, il n'y a pas assez de souris pour tous les chercheurs qui souhaitent étudier la maladie et tester des vaccins et des thérapies potentiels.
Diamond, qui avait auparavant dirigé un effort pour développer un modèle murin d'infection à Zika, a réalisé qu'ils avaient besoin d'un moyen plus rapide pour obtenir des souris qui pourraient être utilisées pour les études COVID-19. Diamond et ses collègues – y compris les co-premiers auteurs Ahmed Hassan, DVM, PhD, et Brett Case, PhD, tous deux chercheurs postdoctoraux, et Emma Winkler, étudiante diplômée en médecine / doctorat, ainsi que plusieurs autres membres clés de l'équipe COVID-19 du laboratoire de Diamond – a décidé d'introduire temporairement la protéine humaine ACE2 chez la souris. Pour ce faire, ils ont inséré le gène de l'ACE2 humaine dans un virus respiratoire léger appelé adénovirus. Ils ont également supprimé les gènes que l'adénovirus doit répliquer, de sorte que le virus pourrait infecter les cellules une fois mais pas se multiplier. Ensuite, les chercheurs ont infecté des souris avec l'adénovirus modifié. Les animaux ont produit de l'ACE2 humaine dans leurs voies respiratoires pendant quelques jours, les rendant vulnérables à l'infection par le virus qui cause COVID-19.
Pour voir si les souris développent une maladie similaire à celle chez l'homme, les chercheurs ont infecté des souris avec l'adénovirus modifié, puis cinq jours plus tard, elles leur ont transmis le virus COVID-19 par le nez. Le virus s'est rapidement propagé le long des voies respiratoires et en particulier dans les poumons, où il s'est répliqué en grand nombre et a provoqué une pneumonie avec une inflammation marquée, tout comme chez les humains. Les chercheurs ont également découvert des niveaux inférieurs de virus dans le cœur, la rate et le cerveau – tous les organes pouvant être la cible du virus chez l'homme. Les souris ont perdu de 10% à 25% de leur poids corporel au cours de leur maladie mais ont finalement récupéré.
« Les souris développent une maladie pulmonaire similaire à ce que nous voyons chez l'homme », a déclaré Diamond, qui est également professeur de microbiologie moléculaire, de pathologie et d'immunologie. « Ils tombent assez malades pendant un certain temps mais finissent par se remettre, comme la grande majorité des personnes qui contractent le COVID-19. Vous pouvez utiliser cette technique avec presque n'importe quelle souche de souris de laboratoire pour les rendre sensibles au SRAS-CoV-2, puis faire ce que vous voulez type d'étude que vous souhaitez: tester des vaccins ou des médicaments, étudier la réponse immunitaire et bien d'autres choses liées à la façon dont le virus provoque la maladie. «
Le modèle peut également être utilisé pour mieux comprendre les facteurs qui mettent certaines personnes à risque de maladie grave à COVID-19. L'âge avancé, le sexe masculin et des conditions telles que l'obésité, le diabète et les maladies cardiaques, rénales ou pulmonaires augmentent le risque de COVID-19 sévère pour des raisons qui ne sont pas entièrement comprises.
« Il serait facile d'étudier, par exemple, des souris plus âgées ou des souris obèses et de voir comment elles réagissent à l'infection », a déclaré Diamond. « Je m'attends à ce qu'ils fassent bien pire, mais la vraie question est de savoir pourquoi. Ont-ils plus de virus aux premiers stades? Leur état affaiblit-il la réponse immunitaire, ou peut-être exacerbe-t-il une réponse inflammatoire nuisible? Avec ce modèle, nous peut commencer à examiner certains de ces facteurs qui sont très difficiles à étudier chez les gens. «
La source:
École de médecine de l'Université de Washington à St. Louis
Référence de la revue:
Hassan, A.O., et al. (2020 Un modèle d'infection par le SRAS-CoV-2 chez la souris démontre une protection en neutralisant les anticorps. Cellule. doi.org/10.1016/j.cell.2020.06.011.
