Des chercheurs basés à Paris, en France, ont exploré l’utilisation potentielle des larves de poisson zèbre comme modèles animaux pour le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2). Ces larves sont petites et bon marché, elles pourraient donc s’avérer un milieu approprié pour des tests de masse rapides de la maladie.
Une version pré-imprimée du document de recherche est disponible pour lecture complète sur le bioRxiv*serveur.
Sommaire
Le contexte
Le SRAS-CoV-2 est l’agent causal de la pandémie de coronavirus 2019 (COVID-19) qui continue de se propager dans le monde.
Les modèles animaux sont fréquemment utilisés pour évaluer les effets des maladies et des traitements, généralement soit avant de progresser, soit pour atténuer le besoin de sujets d’essai humains.
Étant donné que le SRAS-CoV-2 se lie à l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) chez l’homme, la plupart des modèles animaux utilisés sont soit des hamsters syriens, soit des souris. Le SRAS-CoV-2 se liera à ACE2 chez ces espèces, mais le fera plus facilement à ACE2 humain (hACE2). Par conséquent, les souris transplantées hLes expressions ACE2 sont souvent des candidats idéaux. Cependant, cela est coûteux et difficile à acquérir, tout comme les modèles de primates non humains.
Valerio Laghi, chercheur italien à l’Institut Pasteur de Paris, a dirigé une équipe pour explorer les larves de poisson zèbre en tant que modèle animal potentiel, bon marché et facilement disponible à utiliser à la place de ces modèles de mammifères rares et coûteux.
L’étude
Le poisson zèbre peut sembler à première vue être un choix peu orthodoxe pour tester les effets d’un virus de mammifère sur, mais il existe un nombre surprenant de caractéristiques similaires entre ces poissons et les humains. 80% des gènes associés à la maladie chez le poisson zèbre et les humains sont des orthologues (gènes homologues convergents) et ont déjà été utilisés pour modéliser des virus humains, tels que l’herpès, la grippe et le norovirus. De plus, différents modèles animaux peuvent révéler des traits cachés des interactions hôte-virus.
L’équipe de recherche, qui comprenait également le Dr Jean-Pierre Levraud, qui a déjà beaucoup travaillé sur le poisson zèbre et les agents pathogènes viraux, a testé des larves de poisson zèbre à l’interféron (1 IFN) de type sauvage et de type 1 (1 IFN). Les IFN sont des protéines utilisées par les cellules hôtes pour signaler la présence de virus, ainsi les organismes, là où ils sont paralysés, seraient potentiellement hypersensibles à un certain nombre de pathogènes viraux.
Microinjection de SARS-CoV2 à des larves de type sauvage 3dpf. A. Illustrations des sites ciblés. Les images ont été prises moins d’une minute après l’injection de la suspension de SARS-CoV-2 de couleur rouge phénol. Les pointes de flèches rouges indiquent les sites de micro-injection. B. quantification des transcrits N polyadénylés au cours du temps, évaluée par qRT-PCR; chaque symbole est une larve individuelle.
Pour établir un mécanisme dans lequel les larves de poisson zèbre pourraient être infectées, l’équipe a d’abord tenté d’inoculer le poisson zèbre de type sauvage avec le SRAS-CoV-2 en ajoutant une charge virale à l’eau de larves de 2 et 4 dpf (jours après la fécondation). Cependant, 48 heures après l’exposition, aucun des deux groupes n’avait été infecté. Ils ont ensuite tenté d’induire une infection par des micro-injections sur divers sites sur 3 larves de dpf, mais cela a également échoué à l’infection. Fait intéressant, l’ARN injecté dans le jaune ne s’est pas dégradé, bien que l’opacité du jaune (un trait observé chez les larves infectées par certains virus) n’ait pas été observée.
Enfin, les chercheurs ont tenté la microinjection dans la vessie natatoire et la cavité cœlomique de 4 larves de dpf. Bien qu’aucun signe de maladie n’ait été observé, l’injection dans la moitié caudale de la vessie s’est avérée efficace. Une réplication réussie de l’ARN a été observée après une brève période de dégradation, ce qui implique qu’une infection avait été obtenue.
Une fois qu’une voie d’infection avait été établie pour induire la réplication du SRAS-CoV-2 dans la vessie natatoire, l’équipe de recherche a infecté des larves paralysées par l’IFN de type 1 pour déterminer si la réplication était augmentée. Des poissons zèbres mutants ont été élevés puis inoculés à 3 ou 4 dpf, cependant, les taux d’infection ne différaient pas du groupe de type sauvage. Cela suggère que l’IFN de type 1 n’était pas responsable de l’absence d’infection sur d’autres sites chez le poisson zèbre de type sauvage, au lieu de cela, ils ne sont tout simplement pas sensibles au SRAS-CoV-2.
De plus, aucune réaction inflammatoire n’a été observée chez la larve infectée et le poisson zèbre avec surexpression en mosaïque de hACE2 n’était pas non plus suffisant pour compléter l’infection.
Remarques finales
Les résultats de cette étude suggèrent que les larves de poisson zèbre ne sont pas un modèle efficace pour le SRAS-CoV-2. Cependant, une infection asymptomatique peut être atteinte dans la vessie natatoire, probablement en raison de sa relation évolutive avec les poumons des tétrapodes. Les auteurs postulent que l’expression transgénique de l’ACE2 humaine chez le poisson pourrait ouvrir le potentiel de ce modèle animal. Cependant, pour l’instant, il reste utile pour étudier les effets d’une poignée d’agents pathogènes viraux.
Avis important
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