Le modèle félin de l’infection par le SRAS-CoV-2 imite le COVID-19 chez l’homme

Des chercheurs aux États-Unis ont validé un modèle félin d’infection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) qui imite étroitement la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) chez l’homme.

L’équipe – de l’Oklahoma State University à Oklahoma et de l’Université Tulane à Los Angeles – dit que les défis avec les modèles félins précédents ont été un manque de maladie clinique des voies respiratoires inférieures qui ressemble aux lésions observées chez les patients COVID-19.

Les chercheurs ont utilisé un nouveau système de notation clinique pour les maladies respiratoires félines qui a révélé un degré significatif de léthargie, de fièvre, de dyspnée et de toux sèche chez les chats infectés.

Des lésions pulmonaires ont également été observées qui ressemblaient à celles observées chez les patients atteints de COVID-19 hospitalisés pour un syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA).

«L’applicabilité d’un modèle félin du SRAS-CoV-2 cliniquement significatif avec des lésions pathologiques qui reflètent un COVID-19 sévère est d’un impact important pour les études futures», écrit Craig Miller et ses collègues.

Une version pré-imprimée du document de recherche est disponible sur le bioRxiv* serveur, tandis que l’article fait l’objet d’un examen par les pairs.

Des modèles animaux efficaces sont nécessaires de toute urgence

L’émergence du COVID-19 et de nouvelles variantes du SRAS-CoV-2 qui menacent d’augmenter la durée de la pandémie met en évidence le besoin urgent de modèles animaux efficaces d’infection pour améliorer la compréhension des réponses immunitaires de l’hôte et informer le développement de thérapies.

La mortalité due au COVID-19 est étroitement corrélée à la progression vers une maladie pulmonaire sévère (pneumonie) et une insuffisance respiratoire due au SDRA.

Cependant, les caractéristiques pulmonaires caractéristiques du COVID-19 sévère, telles que les lésions alvéolaires diffuses, la formation de membranes hyalines, l’hyperplasie des pneumocytes de type II et les thrombus vasculaires, ont été difficiles à reproduire dans des modèles animaux.

Miller et ses collègues disent que cela a rendu impossible de comprendre complètement la physiopathologie de la maladie et de tester l’efficacité de nouveaux traitements et vaccins.

D’où viennent les chats?

Les chats ont déjà été inoculés avec succès avec le SRAS-CoV-2 par voie intra-nasale et intra-orale, mais n’ont pas réussi à produire des signes cliniques d’infection et de pathologie des voies respiratoires inférieures qui ressemblent à un COVID-19 sévère chez l’homme, potentiellement en raison de la concentration du l’inoculum viral ou la voie d’inoculation.

Fait intéressant, une maladie pulmonaire avec des lésions alvéolaires diffuses a déjà été observée dans une étude sur des chats infectés par voie intratrachéale avec 1×10⁶ TCID₅₀ SARS-CoV-1, dit Miller et ses collègues.

«Sur la base des résultats de ces études antérieures, nous avons émis l’hypothèse que l’inoculation avec une concentration plus élevée de SRAS-CoV-2 via la voie intra-trachéale entraînerait une pathologie pulmonaire et une maladie clinique chez les chats domestiques similaire au COVID-19 chez les patients humains,» ils écrivent.

Inoculation intra-trachéale à une dose plus élevée

L’équipe a inoculé douze chats avec le SRAS-CoV-2 par voie intra-trachéale et à une concentration plus élevée (1,26×10⁶ TCID₅₀) que précédemment rapporté.

Pour évaluer soigneusement la maladie clinique, les chercheurs ont conçu un nouveau système de notation clinique pour les maladies respiratoires félines.

Les résultats ont révélé des signes de maladie clinique chez les animaux similaires à ceux décrits pour les patients hospitalisés avec COVID-19.

La maladie clinique chez les patients hospitalisés est caractérisée par de la fièvre (70-90%), une toux sèche (60-86%), un essoufflement (53-80%) et de la fatigue (38%).

Parmi les chats infectés par le SRAS-CoV-2 étudiés ici, les signes cliniques prédominants comprenaient la fièvre, la toux, la léthargie et un effort respiratoire accru.

Les chats présentaient également des lésions pulmonaires telles que des lésions alvéolaires diffuses et des signes de lésions vasculaires.

Les lésions histopathologiques spécifiques observées correspondaient étroitement à celles rapportées chez les patients atteints de COVID-19, y compris les lésions alvéolaires diffuses avec formation de membrane hyaline, l’hyperplasie des pneumocytes de type II, l’exsudat fibrineux et les thrombus vasculaires.

«À la connaissance de l’auteur, il s’agit du premier rapport de formation de membranes hyalines et d’hyperplasie des pneumocytes de type II dans l’infection féline par le SRAS-CoV-2, qui sont des caractéristiques classiques de l’infection humaine par le SRAS-CoV-2», explique Miller et l’équipe.

L’immunohistochimie fluorescente pour la nucléoprotéine CoV-2 du SRAS-207 identifie les cellules mononucléées dans le ganglion lymphatique trachéobronchique de chats infectés par voie intratrachéale. Un faible nombre de cellules positives pour le SRAS-CoV-2 (flèches vertes et blanches) est détecté dans (A) un tissu témoin positif (poumon) d’un singe vert d’Afrique infecté par le SRAS-CoV-2 [38], et dans les cellules mononucléées (B) dans le TB LN de chats infectés par le SRAS-CoV-2 (flèche verte, blanche). Blanc = DAPI / noyaux; vert = CoV-2. Grossissement (AB) 40x, barre d’échelle = 20 μm.

Quelles sont les implications de l’étude?

Les chercheurs affirment que l’étude fournit le premier modèle félin d’infection par le SRAS-CoV-2 avec une maladie respiratoire inférieure importante qui présente les caractéristiques des lésions alvéolaires diffuses observées au début de la phase exsudative du COVID-19 humain.

Les différences de présentation clinique entre les modèles félins précédents et celui décrit ici sont probablement dues à la différence de voie d’inoculation et de dose, ajoutent-ils.

L’équipe affirme que le modèle pourrait être utilisé dans de futures études pour étudier de nouvelles thérapies contre le COVID-19.

«Les mesures thérapeutiques peuvent être soigneusement évaluées pour améliorer la pathologie et atténuer la maladie clinique chez les chats avant d’être validées dans des essais humains, et une évaluation plus approfondie de la réponse immunitaire féline à l’infection peut élucider d’autres options pour les traitements COVID-19 qui pourraient atténuer la maladie et améliorer les résultats cliniques », écrit Miller et ses collègues.

«Ce modèle animal offre une facilité d’utilisation, qui peut avoir un impact positif sur les stratégies de vaccination et de contrôle nécessaires pour mettre fin à la propagation rapide du COVID-19», concluent-ils.

*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.