La pandémie actuelle de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) a mis en évidence le large impact systémique potentiel causé par une infection par un virus respiratoire. Le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), l’agent causal de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), infecte initialement le système respiratoire mais a le potentiel d’infecter davantage d’autres systèmes d’organes.
Par exemple, il y a eu des rapports de SRAS-CoV-2 infectant le tractus gastro-intestinal (GI), entraînant une diarrhée avec une maladie bénigne et des complications plus graves avec une maladie grave, comme l’ischémie. Des infections par le SRAS-CoV-2 ont également été identifiées dans le tractus génital masculin (MGT).
Chez les macaques rhésus primates non humains, le SRAS-CoV-2 émule une maladie humaine légère à modérée. L’architecture des voies respiratoires est très similaire chez les humains et les macaques, ce qui en fait les candidats idéaux pour la recherche sur l’infection par le SRAS-CoV-2. On a également constaté que les macaques avaient des infections dans différents systèmes d’organes, dont le plus répandu est le tractus gastro-intestinal.
Sommaire
L’étude
Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, une technique d’immunoPET que les auteurs utilisaient pour analyser le virus de l’immunodéficience simienne (VIS) a été adaptée pour évaluer la dynamique spatio-temporelle de l’infection par le SRAS-CoV-2 dans un modèle de macaque rhésus.
ImmunoPET est une solution d’imagerie moléculaire qui utilise la puissance d’imagerie in vivo de la tomographie par émission de positons combinée à la tomodensitométrie (PET/CT) avec la spécificité d’une sonde à base d’anticorps marquée avec un radio-isotope.
Les chercheurs ont utilisé l’imagerie PET/CT de macaques rhésus à différents moments après l’inoculation du SRAS-CoV-2 pour montrer que la sonde CR3022-F(ab’) 2 marquée au Cu ciblant la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 pourrait être utilisée pour enquêter la dynamique de l’infection dans les voies respiratoires et de trouver de nouveaux sites d’infection.
Après la dissection des tissus et l’autopsie, les signaux TEP associés aux cellules persistent dans les échantillons de tissus. Trois scans TEP/TDM distincts sont à la base de la technique d’autopsie guidée TEP/TDM, qui a été utilisée pour cartographier les signaux de la sonde à partir de l’ensemble de l’animal, de l’organe et des tissus.
Résultats
Un macaque mâle infecté a montré des signaux minimes associés aux poumons mais un signal très fort associé aux testicules et au pénis. La reconstruction 3D des poumons a été séparée des ensembles de données PET et le signal pulmonaire a été projeté sur la reconstruction CT du squelette pour mieux examiner le signal de la sonde dans les poumons. Comme cela a été observé dans l’analyse animale complète, le signal lié aux poumons était large et homogène à travers le tissu.
Cela était plus apparent dans la projection du signal pulmonaire sans CT. Lorsque le système respiratoire intact et la langue ont été scannés à nouveau après l’autopsie, le signal pulmonaire était plus visible. Dans cet exemple, les poumons ont été dégonflés dans la cavité thoracique, ce qui a augmenté la concentration du signal et a entraîné un signal significativement plus important lors du deuxième balayage. Comme le montrent les structures cartilagineuses observées au scanner, deux images distinctes de la série z des voies respiratoires révèlent un concentré de signal lié à la base de la langue, chevauchant le pharynx.
Dans des études précédentes, les macaques infectés par l’isolat SARS-CoV-2 WA1 présentaient principalement une maladie bénigne. Pour cette raison, les auteurs ont infecté cet ensemble d’animaux avec la variante Delta (la souche dominante au moment de cette étude).
Deux scans PET/CT ont été effectués 3 et 21 heures après l’injection de la sonde 1 semaine après l’infection pour mieux comprendre la dynamique de la distribution de la sonde au fil du temps. À partir des scans de 3 et 21 heures, les vues de côté et de face indiquent une disposition changeante rapide de la distribution de la sonde, indiquant l’importance du moment du scan TEP/CT après l’injection de la sonde.
L’analyse de 3 heures montre clairement un signal de sonde fort dans le système vasculaire et les cavités cardiaques, indiquant qu’une quantité importante de la sonde circule toujours dans le sang après l’injection intraveineuse (IV). Par rapport à la procédure discutée précédemment, un signal de sonde pulmonaire beaucoup plus important a été observé chez cet animal, qui a ensuite été distribué dans tout le tissu. Dans le scan de 3 heures, les auteurs ont observé un signal fort associé à la prostate. Au point de temps de 3 heures, le signal du MGT était apparent et semblait devenir plus fort par le balayage de 21 heures.
La reconstruction 3D des poumons des animaux a été séparée des ensembles de données PET, et le signal pulmonaire a été superposé à la reconstruction CT du squelette pour examiner plus en détail le signal de la sonde dans les poumons après une infection Delta. Les signaux de 3 heures et de 21 heures sont à la fois proéminents et bien définis. La série de rotations pulmonaires a révélé un signal significatif lié à la région caudodorsale du poumon droit et un signal plus petit lié au poumon gauche.
Contrairement au tissu pulmonaire gauche plus transparent CT, cette comparaison démontre un chevauchement du signal pulmonaire opaque et un signal PET plus fort dans le poumon droit. Les parties dorsales du lobe pulmonaire inférieur droit présentaient une maladie macroscopique explicite chez cet animal. Le poumon droit de l’animal présentait beaucoup d’inflammation interstitielle pulmonaire et d’hyperplasie des pneumocytes de type II, observée par histopathologie.
La projection du signal TEP dans les données montre un signal TEP robuste dans de nombreux lobes pulmonaires, à proximité des grands sites d’accumulation focalisés. Un signal TEP significatif est observé à divers endroits du poumon gauche, la partie caudale du lobe supérieur du poumon gauche montrant le signal le plus fort.
Conséquences
L’approche immunoPET présentée dans cet article pourrait être un outil précieux pour rechercher et comprendre la pathogenèse du SRAS-CoV-2. La disponibilité d’une sonde immunoPET pour le SRAS-CoV-2 dans le cadre clinique a le potentiel de découvrir le mécanisme sous-jacent de l’infection virale disséminée dans le long COVID.
*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.
