Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, une équipe de chercheurs a démontré que la lésion testiculaire chez l’homme n’est pas due à une infection directe par le coronavirus 2 (SARS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère, mais est plus probablement un effet indirect de l’exposition à une inflammation systémique ou SARS-CoV -2 antigènes.
Sommaire
Arrière plan
Le SRAS-CoV-2 infecte les cellules humaines sensibles en se liant aux récepteurs de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) qui peuvent évoluer vers une maladie grave à coronavirus 2019 (COVID-19). Outre les lésions pulmonaires aiguës, les autres caractéristiques du COVID-19 grave sont les lésions multi-organes, les complications cardiaques et l’insuffisance rénale.
Des études épidémiologiques suggèrent que les hommes présentent un taux de mortalité plus élevé que les femmes, et certains souffrent également d’une inflammation des testicules liée au COVID-19 associée à une douleur et à un inconfort appelés orchite légère. De plus, des études post-mortem ont également révélé des signes de pathologie testiculaire sévère. Dans l’ensemble, la capacité du SRAS-CoV-2 à accéder aux testicules pourrait être un événement rare, mais les lésions testiculaires sont l’une des complications du COVID-19.
Les récepteurs ACE2 abondants dans les cellules testiculaires résidentes pourraient être responsables de lésions testiculaires lors d’une infection par le SRAS-CoV-2. Dans les testicules, l’ACE2 régule la production de testostérone et le volume de liquide interstitiel en modulant la conversion de l’angiotensine 2 en angiotensine 1. D’autres causes de lésion testiculaire pourraient être une infection virale directe des cellules résidentes ou une exposition à des médiateurs d’infection inflammatoire systémique (par exemple, une tempête de cytokines) ou un virus. antigènes. Cependant, les mécanismes régissant les lésions testiculaires, l’une des caractéristiques du COVID-19 sévère, ne sont pas entièrement compris.
De plus, il y a un manque de données pour étayer la réplication et la pathogenèse observées du SRAS-CoV-2 dans les organes extra-pulmonaires.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé différents modèles de cellules testiculaires humaines, notamment des cellules humaines primaires de Sertoli (SC), des cellules de Leydig (LC), des cultures mixtes bidimensionnelles (2D) de cellules de tubules séminifères (STC) et des cultures tridimensionnelles ( 3D) organoïdes testiculaires humains (HTO) pour étudier la dynamique de l’infection par le SRAS-CoV-2 dans les testicules. De plus, ils ont validé les effets de l’infection par le SRAS-CoV-2 sur les lésions testiculaires à l’aide de souris K18-hACE2.
Tout d’abord, l’équipe a infecté des cultures 2D bien différenciées de cellules épithéliales des voies respiratoires humaines (AOH) cultivées sur des inserts transwell à une multiplicité d’infection (MOI) égale à un et a mesuré des virions infectieux sur les côtés apical et basal des inserts.
L’équipe a exposé le STC au surnageant inactivé par les UV du plasma HAE et COVID-19 pour déterminer les effets cytopathiques (CPE) des médiateurs inflammatoires dérivés de l’infection par le SRAS-CoV-2 sur les cellules testiculaires.
L’équipe a mesuré les niveaux d’acide ribonucléique messager (ARNm) des cytokines critiques associées au COVID-19 dans SC, LC et HTO 48 heures après l’infection (hpi). La production de cytokines clés dans le surnageant d’AOH a été confirmée et comparée au plasma de patients COVID-19 pendant la phase d’infection aiguë, c’est-à-dire quatre à six jours d’apparition des symptômes à l’aide d’un dosage immuno-enzymatique (ELISA). Ils ont également effectué un test TUNEL (terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling) sur le STC exposé à la fois au surnageant d’AOH inactivé aux UV et au plasma COVID-19 pendant 24 heures. Enfin, ils ont effectué une évaluation histopathologique de sections de testicules colorées à l’acide périodique Schiff (PAS).
Résultats de l’étude
Les chercheurs ont détecté l’ARN du SRAS-CoV-2 dans la plage de log 2 à 3 copies du génome dans tous les modèles cellulaires, mais les copies du virus n’ont pas augmenté entre 24 et 96 hpi. L’infection par le SRAS-CoV-2 de SC et de LC à un MOI plus élevé de 10 n’a pas non plus déclenché la libération de virions du SRAS-CoV-2 dans le surnageant d’AOH pendant 96 heures. De même, le test d’immunofluorescence n’a pas pu détecter la protéine de pointe (S) du SRAS-CoV-2 dans les SC et LC infectés.
Dans l’ensemble, le SRAS-CoV-2 n’a pas pu établir d’infection productive dans ces cultures de cellules primaires de tout type de cellules testiculaires. Cependant, les titres maximaux de SRAS-CoV-2 à quatre jours par pouce étaient corrélés à l’induction de gènes clés de cytokines inflammatoires comme l’interleukine 6 (IL6) et le facteur de nécrose tumorale alpha (TNFα) et de gènes antiviraux, y compris la protéine induite par l’interféron avec la répétition tétratricopeptide un (IFIT1 ). Toutes ces découvertes ont rétabli que le SRAS-CoV-2 n’a pas établi d’infection productive dans les cellules testiculaires humaines résidentes. L’exposition des cellules testiculaires aux milieux inflammatoires des cellules HAE infectées par le SRAS-CoV-2 a entraîné la mort apoptotique des spermatogonies indifférenciées. L’exposition à la protéine de l’enveloppe (E) du SRAS-CoV-2, mais pas à la protéine S1 et à la protéine de la nucléocapside (N), a induit une réponse pro-inflammatoire associée aux effets cytotoxiques du COVID-19 sévère.
Les CPE induits par l’infection par le SRAS-CoV-2 ont également compromis l’intégrité de la barrière air-liquide. En conséquence, les lectures de résistance électrique transépithéliale (TEER) ont diminué à trois dpi avec des valeurs significativement inférieures à cinq et six dpi. Malgré l’absence de réplication active, l’infection par le SRAS-CoV-2 a entraîné des anomalies interstitielles et tubulaires dans les testicules des souris hACE2, similaires aux humains. De même, le surnageant d’AOH infecté par le SRAS-CoV-2 imitait le profil de certaines cytokines observées chez les patients COVID-19 et pourrait aider à évaluer l’effet indirect de l’infection sur des modèles testiculaires humains 2D et 3D.
conclusion
Des études post-mortem ont caractérisé les lésions testiculaires chez l’homme pour en identifier les marqueurs. L’étude actuelle a recherché des preuves de l’association de ces marqueurs de blessure avec l’infection par le SRAS-CoV-2 et a montré que les lésions testiculaires sont déclenchées par une inflammation systémique causée par une infection par le SRAS-CoV-2.
Il est nécessaire d’effectuer un suivi à long terme des marqueurs de la santé reproductive masculine, tels que les niveaux de testostérone, chez les patients masculins après une COVID-19 modérée à sévère. Les études devraient également évaluer les voies spécifiques associées aux événements pathologiques consécutifs à une lésion testiculaire, car la tempête de cytokines et l’exposition à l’antigène viral induisaient la mort apoptotique des cellules germinales pouvant provoquer des symptômes d’orchite.
*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.
