Dans un article récent publié dans la revue Sciences Immunologiedes chercheurs aux États-Unis ont réalisé une étude de cohorte longitudinale dans un modèle de hamster doré pour étudier les mécanismes d’altération sensorielle induits par l’infection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) par rapport à un virus de la grippe A (IAV).
Étude : Prédicteurs des titres d’anticorps neutralisants à long terme après la vaccination contre la COVID-19 par trois types de vaccins : l’étude BOOST. Crédit d’image : peterschreiber.media/Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
La caractérisation de la base moléculaire des effets de l’infection par le SRAS-CoV-2 sur le système nerveux sensoriel pourrait aider à éclairer le développement de nouvelles thérapies pour la douleur associée à la longue maladie à coronavirus (COVID) et d’autres problèmes neurologiques, tels que la neuropathie et la myalgie. Le long COVID, également connu sous le nom de séquelles post-aiguës du SRAS-CoV-2, est la persistance de symptômes de type COVID-19 au-delà de deux mois après la guérison, que le diagnostic alternatif ne parvient pas à élucider.
De nombreux patients atteints de COVID-19 léger et sévère présentent souvent des symptômes sensoriels, tels que des maux de tête, des douleurs viscérales et nerveuses et, dans de rares cas, le syndrome de Guillain-Barré (SGB) et une polynévrite. Ces symptômes disparaissent généralement après la disparition de l’infection chez la plupart des patients, mais persistent à des moments subaigus ou chroniques chez de nombreux autres. Cependant, les études ont à peine exploré les mécanismes par lesquels le SRAS-CoV-2 déclenche ces somatosensations anormales.
À propos de l’étude
Les ganglions de la racine dorsale (DRG) sont des sites de réplication virale active et de séquestration par satellite. Ainsi, dans la présente étude, les chercheurs ont évalué longitudinalement les changements d’expression génique dans les tissus sensoriels de la moelle épinière (SC) et les régions cervicales et thoraciques des DRG du modèle de hamster doré syrien après une infection par le SRAS-CoV-2 et l’IAV et leur association avec une hypersensibilité mécanique .
Ils ont récolté ces tissus un, quatre, sept et 14 jours après l’infection (dpi) dans les groupes de test infectés par le SRAS-CoV-2 et l’IAV. Ensuite, ils ont utilisé la réaction en chaîne par polymérase quantitative par transcription inverse (qPCR) pour évaluer la présence de transcrits de protéines de la nucléocapside (NC) du SRAS-CoV-2 et de transcrits canoniques Isg15 stimulés par l’interféron de type I (IFN-I). En outre, les chercheurs ont utilisé la technique d’hybridation in situ RNAscope pour déterminer si les transcrits du SRAS-CoV-2 se localisaient sur des types de cellules spécifiques dans les DRG sur un dpi.
L’équipe a également effectué un test de monofilament sur des hamsters infectés par l’IAV ou le SRAS-CoV-2 par rapport à des hamsters infectés par un faux. L’évaluation des seuils de sevrage mécaniques pendant la phase d’infection aiguë, c’est-à-dire entre un et quatre dpi, les a aidés à délimiter les effets de l’ARN viral actif et en diminution et de la réponse IFN-I sur la somatosensation. De plus, les chercheurs ont effectué un profilage transcriptionnel et une prédiction de voie canonique Ingenuity Pathway Analysis (IPA) sur les données RNA-seq.
Résultats de l’étude
Les auteurs ont trouvé des transcrits du SARS-CoV-2 mais pas leur matériel infectieux dans les tissus sensoriels SC cervicaux et thoraciques et les DRG d’animaux infectés dans les 24 premières heures suivant l’infection intranasale. Comparés aux animaux infectés par l’IAV, les hamsters infectés par le SRAS-CoV-2 ont présenté une hypersensibilité mécanique légère mais prolongée.
L’analyse de séquençage de l’ARN a indiqué une signalisation IFN de type I perturbée chez les animaux infectés par l’IAV et une signalisation neuronale chez les animaux infectés par le SRAS-CoV-2 pendant un à quatre jours par pouce. De manière frappante, un transcriptome neuropathique est apparu dans les DRG thoraciques d’animaux infectés par le SRAS-CoV-2 31 jours après l’infection, ce qui a coïncidé avec une hypersensibilité mécanique spécifique au SRAS-CoV-2.
Ces données indiquent et élucident les signatures transcriptomiques dans les DRG des hamsters infectés par le SRAS-CoV-2 qui régissent les aberrations sensorielles à court et à long terme. Il semble être une cible potentielle pour la gestion de la douleur, y compris la protéine de liaison à l’ARN ILF3 validée précédemment dans des modèles murins de douleur.
L’hypersensibilité mécanique induite par l’IAV a complètement disparu à un dpi, mais l’hypersensibilité déclenchée par l’infection par le SARS-CoV-2 a progressivement diminué, les seuils de retrait atteignant une signification à quatre dpi, bien que l’hypersensibilité induite par l’IAV ait été plus prononcée que celle causée par le SARS-CoV-2 dans la même période.
L’analyse différentielle de l’expression génique (GEA) des données d’ARN-seq a révélé des changements transcriptomiques dans les DRG des hamsters infectés par le SRAS-CoV-2 et l’IAV à différents moments. L’infection par le SRAS-CoV-2 a provoqué une expression génique différentielle plus vigoureuse aux deux moments : 344 et 63 gènes à un et quatre dpi, respectivement, tandis que l’infection par l’IAV a fait exprimer différemment 82 et 18 gènes à un et quatre dpi, respectivement. Peut-être que les changements transcriptionnels induits par le SRAS-CoV-2 ont contrecarré la sensibilisation somatosensorielle induite par l’IFN en adoptant une signature génétique neuronale plus vigoureuse.
Les voies les plus enrichies dans le tissu de hamster infecté par le SRAS-CoV-2 à un dpi étaient le guidage axonal et la signalisation de la synaptogenèse et la signalisation de la neuroinflammation à quatre dpi. Pour les échantillons de tissus infectés par l’IAV, la voie canonique supérieure représentait les voies de réponse virale génériques. L’analyse IPA a également démontré des variations transcriptionnelles spécifiques aux neurones dans les voies canoniques les plus régulées à la hausse sur la base de gènes ayant une signification statistique de p <0, 05.
conclusion
Cette étude a établi la pertinence du modèle d’infection respiratoire du hamster par le SRAS-CoV-2 en tant que modèle préclinique de douleur chronique, qui, ainsi, à l’avenir, pourrait aider à évaluer des traitements pharmacologiques. Le modèle s’est aligné sur la trajectoire somatosensorielle aiguë et chronique de nombreux patients atteints de COVID-19.
En outre, cela a aidé à identifier les mécanismes de base dans les modèles de douleur tout en fournissant des informations sur les états nociceptifs à médiation virale pertinents pour le développement de médicaments.
