Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont établi un modèle de souris néonatales qui a permis la transmission du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2).
Sommaire
Arrière plan
Les hamsters et les furets sont couramment utilisés pour modéliser la pathogenèse du SRAS-CoV-2 ; cependant, les deux modèles animaux manquent de potentiel de manipulation génétique pour évaluer les facteurs déterminants de l’hôte de la transmission virale. Par conséquent, les substitutions d’acides aminés spécifiques à la variante SARS-CoV-2 préoccupante (VOC) et les mécanismes de l’hôte induits par le SARS-CoV-2 contribuant à la transmission ne sont pas clairs.
Les souris sont des options rentables et largement disponibles avec des kits d’outils génétiques et de réactifs polyvalents et moins de problèmes d’élevage et de réglementation ; cependant, la transmission du SRAS-CoV-2 chez les souris adultes n’a pas été documentée. Les auteurs de la présente étude ont précédemment établi des souris néonatales âgées de quatre à sept jours comme modèles efficaces pour la transmission de l’IAV (virus de la grippe A).
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont étendu leur analyse précédente et ont présenté un modèle de souris nouveau-né exprimant l’enzyme de conversion de l’angiotensine humaine K18-2 (hACE2) qui a transmis le SRAS-CoV-2 et a examiné la transmission des COV du SRAS-CoV-2 circulant précédemment et actuellement.
L’équipe a caractérisé le tropisme, la réplication et la transmission du SARS-CoV-2 de la souche SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1 (WA-1) par rapport aux COV Alpha, Beta, Gamma, Delta et Omicron. Ils ont également caractérisé la transmission de deux virus SARS-CoV-2 recombinants, dépourvus du cadre de lecture ouvert 6 (ORF6) ou des protéines accessoires ORF8. Des souris et des souris mâles C57BL/6 (hACE2-/-) et C57BL/6 K18-hACE2+/+ ont été combinées pour produire des descendants K18-hACE2+/- permissifs à WA-1. Des chiots cas index âgés de quatre à sept jours ont été infectés par WA-1 par voie intranasale.
La survie et le poids des petits ont été surveillés quotidiennement, et les échantillons d’excrétion (sécrétions nasales) ont été obtenus longitudinalement des petits index et des petits en contact étroit. La cinétique d’excrétion pour les voies respiratoires supérieures (URT) a été exploitée pour évaluer les infections virales, et la réduction de poids a été désignée morbidité induite par le SRAS-CoV-2. Des échantillons d’excrétion nasale ont été soumis à des tests quantitatifs de réaction en chaîne par polymérase de transcription inverse (RT-qPCR) et des tests de plaque ont été effectués sur des cellules VeroE6 surexprimant la protéase transmembranaire sérine 2 (TMPRSS2) et ACE2.
L’analyse d’immunohistochimie (IHC) a été exécutée sur les tissus nasopharyngaux des chiots d’index, souillés pour la protéine du nucleocapsid SARS-CoV-2 (N). Les particules infectieuses de SARS-CoV-2 dans les lavages rétrotrachéaux et les homogénats pulmonaires ont été mesurées pour évaluer le tropisme viral pour l’URT et les voies respiratoires inférieures (LRT), respectivement. Les cytokines présentes dans les échantillons d’excrétion URT de souris néonatales infectées par le SRAS-CoV-2 ont également été analysées.
Pour évaluer la cinétique de transmission du SRAS-CoV-2, l’excrétion quotidienne des souris de contact a été utilisée comme indicateur de la réplication virale réussie. Les échantillons d’excrétion ont été analysés par des dosages immuno-enzymatiques multiplexés (ELISA). De plus, des souris ont été infectées par le SRAS-CoV-2 dépourvu d’ORF6 (WA-1 ΔORF6) ou dépourvu d’ORF8 (WA-1 ΔORF8), et leurs échantillons d’excrétion, leurs fluides de lavage rétrotrachéal et leurs échantillons pulmonaires ont été obtenus pour évaluer le SRAS expulsé. -CoV-2, réplication URT et réplication LRT, respectivement. La quantité de virus infectieux a été quantifiée à l’aide d’essais sur plaque.
Résultats
Les souris néonatales exprimant K18-hACE2 ont soutenu efficacement la transmission du SRAS-CoV-2 WA-1, et les COV du SRAS-CoV-2 ont affiché un tropisme et une dynamique de réplication distincts parmi les nouveau-nés index. L’ORF8 s’est avéré essentiel pour une transmission réussie du SRAS-CoV-2. La morbidité et la mortalité ont été décalées chez les souris de contact de deux à trois jours par rapport aux souris index, et l’acide ribonucléique (ARN) du SRAS-CoV-2 a été détecté chez les souris de contact, indiquant la transmission du SRAS-CoV-2.
À quatre jours par pouce, des particules de SRAS-CoV-2 ont été excrétées par tous les chiots de contact, ce qui représente une efficacité de 100 % de la transmission de WA-1 et la détection du SRAS-CoV-2 chez les souris nouveau-nées excrétant des échantillons a indiqué une infection robuste par le SRAS-CoV-2 dans le voies respiratoires supérieures. De plus, des cellules infectées par le SRAS-CoV-2 ont été identifiées dans les cellules épithéliales olfactives supérieures, indiquant la réplication de WA-1 dans l’URT.
Les souris infectées par Omicron ont expulsé le SRAS-CoV-2 à de faibles niveaux. Pour la souche WA-1, les titres de SARS-CoV-2 expulsés étaient de 105 unités formant plaque (PFU)/mL dans les voies respiratoires supérieures mais des titres significativement plus élevés (5 x 106 PFU/mL) dans les tissus pulmonaires. Aux titres de réplication maximaux, le tropisme de la souche WA-1 a progressé vers la LRT. Au contraire, la réplication alpha a favorisé l’URT. Les charges virales dans tous les échantillons d’excrétion et les échantillons de lavage rétrotrachéal correspondants étaient similaires. À l’exception d’Omicron, le modèle a permis la réplication et l’élimination de différents COV du SRAS-CoV-2 à des niveaux similaires à ceux de WA-1.
Après sept jours post-infection (dpi), les souris de contact des infections Alpha et Delta affichaient une mortalité de 100%, alors que les taux de mortalité pour la souche WA-1, les infections Beta VOC et Gamma VOC étaient de 75%, 86% et 56%, respectivement. Un seuil de titre d’excrétion d’indice (≥1,2 x 104 PFU/mL) existait probablement dans le modèle pour estimer le succès de la transmission aux contacts. Les infections par la souche WA-1, les VOC bêta et les VOC gamma, dont la transmission différait en termes d’apparition, de temps d’achèvement et de niveau d’achèvement, ont entraîné des réponses de cytokines globalement similaires.
Les charges virales expulsées par WA-1 ΔORF8 et les charges virales URT étaient de 5×102 ou 1×103 PFU/mL, respectivement, significativement inférieurs à ceux de WA-1 ou WA-1 ΔORF6, et le virus infectieux chez les souris index était toujours détectable par cinq dpi, indiquant une clairance virale plus lente en l’absence d’ORF8. La transmission de WA-1 ΔORF8 était incomplète jusqu’à la fin de l’expérience. De plus, le titre viral maximal chez les souris de contact WA-1 ΔORF8 était de 7,5 x 103 PFU/mL, inférieur à celui de WA-1 ΔORF6 et WA-1.
Conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que le modèle de souris néonatales non invasif peut révéler la dynamique de transmission inhérente aux COV du SRAS-CoV-2, à l’exception d’Omicron, et que l’ORF8 est essentiel pour la transmission du SRAS-CoV-2.
*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.
