Un modèle murin d'infection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) reproduit les caractéristiques observées chez les patients humains, rapportent les chercheurs le 26 mai dans la revue Hôte cellulaire et microbe. À l'aide de la technologie d'édition de gènes CRISPR / Cas9, les chercheurs ont généré des souris qui produisent l'enzyme de conversion de l'angiotensine II (hACE2) – le récepteur auquel le SARS-CoV-2 se lie et utilise pour pénétrer dans les cellules humaines.
Un petit modèle animal qui reproduit l'évolution clinique et la pathologie observées chez les patients COVID-19 est très nécessaire. Le modèle animal décrit ici fournit un outil utile pour étudier l'infection et la transmission du SRAS-CoV-2. «
You-Chun Wang, co-auteur principal de l'étude, National Institutes for Food and Drug Control (NIFDC) à Beijing, Chine
Wang et ses collaborateurs ont utilisé CRIPSR / Cas9 pour générer un modèle de souris qui pourrait exprimer hACE2. Selon les auteurs, leur modèle de souris présente plusieurs avantages par rapport à d'autres souris génétiquement modifiées qui expriment hACE2 pour modéliser l'infection par le SRAS-CoV-2. Au lieu d'être inséré au hasard, hACE2 est inséré précisément dans un site spécifique sur le chromosome X, et il remplace complètement la version souris de la protéine. De plus, il s'agit d'un modèle génétiquement stable, avec peu de différences entre les individus. De plus, les charges d'ARN viral dans les poumons sont beaucoup plus élevées et la distribution résultante de hACE2 dans divers tissus correspond mieux à celle observée chez l'homme.
Après avoir été infectées par le SARS-CoV-2 par le nez, les souris génétiquement modifiées ont montré des signes de réplication d'ARN viral robuste dans les poumons, la trachée et le cerveau. « La présence d'ARN viraux dans le cerveau était quelque peu inattendue, car seuls quelques patients COVID-19 ont développé des symptômes neurologiques », explique Cheng-Feng Qin, co-auteur principal de l'étude de l'Académie des sciences médicales militaires (AMMS) à Pékin, en Chine. .
La protéine SARS-CoV-2 S, qui se lie à hACE2 pour pénétrer dans les cellules hôtes, était également présente dans les tissus pulmonaires et les cellules cérébrales. De plus, les chercheurs ont identifié les principales cellules des voies respiratoires ciblées par le SRAS-CoV-2 comme des cellules de Clara qui produisent la protéine CC10. «Notre résultat fournit la première ligne de preuves montrant les principales cellules cibles du SRAS-CoV-2 dans les poumons», explique le co-auteur principal de l'étude Yu-Sen Zhou de l'AMMS.
De plus, les souris ont développé une pneumonie interstitielle, qui affecte les tissus et l'espace autour des sacs aériens des poumons, provoquant l'infiltration des cellules inflammatoires, l'épaississement de la structure qui sépare les sacs aériens et des dommages aux vaisseaux sanguins. Par rapport aux jeunes souris, les souris plus âgées ont montré des lésions pulmonaires plus graves et une production accrue de molécules de signalisation appelées cytokines. Pris ensemble, ces caractéristiques récapitulent celles observées chez les patients COVID-19.
Lorsque les chercheurs ont administré le SRAS-CoV-2 dans l'estomac, deux des trois souris ont montré des niveaux élevés d'ARN viral dans la trachée et le poumon. La protéine S était également présente dans le tissu pulmonaire, qui présentait des signes d'inflammation. Selon les auteurs, ces résultats concordent avec l'observation selon laquelle les patients atteints de COVID-19 éprouvent parfois des symptômes gastro-intestinaux tels que la diarrhée, des douleurs abdominales et des vomissements. Mais 10 fois la dose de SRAS-CoV-2 était nécessaire pour établir une infection par l'estomac que par le nez.
De futures études utilisant ce modèle de souris pourraient éclairer la façon dont le SRAS-CoV-2 envahit le cerveau et comment le virus survit à l'environnement gastro-intestinal et envahit les voies respiratoires.
Les souris hACE2 décrites dans notre manuscrit fournissent un petit modèle animal pour comprendre les manifestations cliniques inattendues de l'infection par le SRAS-CoV-2 chez l'homme. Ce modèle sera également utile pour tester les vaccins et les thérapies contre le SRAS-CoV-2. «
Chang-Fa Fan, co-auteur principal de l'étude, NIFDC
La source:
Référence de la revue:
Sun, S., et al. (2020) Un modèle murin d'infection et de pathogenèse du SRAS-CoV-2. Hôte cellulaire et microbe. doi.org/10.1016/j.chom.2020.05.020.
