Dans une étude récente publiée dans La natureles chercheurs ont étudié le tropisme cellulaire, la compétence de réplication, la persistance et l’évolution du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) chez l’homme, et les changements histopathologiques associés dans les tissus infectés.
La maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) aurait causé de multiples dérangements d’organes au cours de la période aiguë, quelques personnes infectées développant des symptômes persistants, appelés PASC (séquelles post-aiguës de COVID-19). Cependant, la charge de morbidité non respiratoire et la durée de la clairance du SRAS-CoV-2 des tissus non respiratoires tels que le cerveau n’ont pas fait l’objet d’études approfondies.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont cartographié et quantifié la distribution, la prolifération et le tropisme cellulaire du SRAS-CoV-2 dans les tissus non respiratoires du corps humain tels que le cerveau de la période aiguë de COVID-19 à> 7,0 mois après l’apparition des symptômes .
Des échantillons de cerveau autopsiés de 44 patients COVID-19 non vaccinés et décédés ont été analysés, et un échantillonnage approfondi du SNC (système nerveux central) a été effectué pour 11 personnes entre le 26 avril 2020 et le 2 mars 2021. Une analyse par réaction en chaîne par polymérase (PCR) a été effectuée. pour confirmer la positivité du SARS-CoV-2, et 38 échantillons se sont révélés positifs pour le SARS-CoV-2. Trois échantillons (P27, P36 et P37) étaient séronégatifs pour le SRAS-CoV-2 et les sérums n’étaient pas disponibles pour trois cas (P3, P4 et P15).
Une analyse par PCR numérique des gouttelettes (ddPCR) a été réalisée pour la quantification du gène SARS-CoV-2 N (nucléocapside) et ISH (sur place hybridation) une analyse a été effectuée pour valider les résultats de la ddPCR et pour déterminer le tropisme cellulaire du SARS-CoV-2. Les analyses IF (immunofluorescence) et IHC (immunohistochimie) ont été effectuées en outre pour vérifier la présence virale dans les tissus cérébraux humains.
De plus, l’acide ribonucléique (ARN) sous-génomique a été détecté à l’aide d’une analyse de transcription inverse quantitative en temps réel (RT-qPCR), et des expériences d’isolement de virus ont été réalisées à l’aide de cellules Vero E6 pour démontrer la capacité de prolifération du SARS-CoV-2 parmi les tissus des voies respiratoires. et une autre origine. La diversité et la distribution des variantes du gène SARS-CoV-2 S (spike) ont été mesurées à l’aide de l’analyse HT-SGS (amplification et séquençage à haut débit et à génome unique) pour six personnes.
Parmi les échantillons autopsiés, 17, 13 et 14 ont été classés comme cas précoces, cas intermédiaires et cas tardifs en fonction du jour de l’infection (d) au décès dans les 14 jours, entre 15 jours et 30 jours et au-delà de 31 jours , respectivement. En outre, une analyse d’image sur les tissus septaux interventriculaires de 16 individus a été réalisée pour évaluer l’association entre l’ARN SARS-CoV-2 N détecté par analyse ddPCR et l’ARN SARS-CoV-2 S détecté par analyse ISH. En outre, des tests ISH ciblés sur la protéine N, une analyse IF et des analyses basées sur l’IHC ont été effectués pour valider la détection et la distribution du SRAS-CoV-2 dans le SNC.
Résultats
Parmi les personnes étudiées, 30 % étaient des femmes, avec une valeur d’âge médiane de 63 ans, et 61 % d’entre elles souffraient d’au moins trois conditions comorbides. La durée médiane entre l’apparition des symptômes, l’admission à l’hôpital et le décès était de six jours et de 19 jours, respectivement, et la durée médiane post-mortem était de 22 heures.
L’acide ribonucléique du SRAS-CoV-2 était présent sur 84 sites anatomiques en quantités significativement plus importantes parmi les tissus respiratoires que les autres tissus. Les niveaux d’ARN du SRAS-CoV-2 parmi les premiers cas, les cas intermédiaires et les cas tardifs étaient de 2,0 log10 copies de gène de nucléocapside pour chaque nanogramme d’ARN, 1,4 log10 copies de gène de nucléocapside pour chaque nanogramme d’ARN et 0,7 log10 copies de gène de nucléocapside pour chaque nanogramme d’ARN, respectivement. L’acide ribonucléique du SRAS-CoV-2 a été détecté dans les sérums périmortem de 11 et un cas précoce et cas médian, respectivement.
L’acide ribonucléique du SRAS-CoV-2 était présent de manière persistante dans plusieurs tissus des cas tardifs, bien qu’il soit inférieur aux niveaux détectables dans les sérums de tous les cas. L’acide ribonucléique du SRAS-CoV-2 a été identifié dans le SNC parmi 91 % (n = 10) des cas, y compris dans la plupart des zones cérébrales évaluées dans cinq (sur six) cas tardifs. L’acide ribonucléique sous-génomique du SRAS-CoV-2 a été détecté dans tous les tissus et dans plusieurs fluides corporels, notamment le sérum, l’humeur vitrée et le liquide pleural.
Les résultats de l’analyse RT-qPCR de l’acide ribonucléique sous-génomique et de l’analyse ddPCR étaient étroitement corrélés pour 1 025 échantillons, en particulier parmi 369 échantillons respiratoires, 496 cas précoces et 302 échantillons montrant une positivité au SRAS-CoV-2 par analyses RT-qPCR et ddPCR. Le SRAS-CoV-2 a été isolé parmi les cellules Vero E6 de 45 % (n = 25) des échantillons provenant des ganglions lymphatiques, du cœur, de la glande surrénale, des tissus gastro-intestinaux et des tissus ophtalmiques des premiers cas.
De plus, le SARS-CoV-2 a été isolé du thalamus P38 parmi les cellules Vero E6-transmembrane sérine protéase 2 (TMPRSS2)-T2A-angiotensine-converting enzyme 2 (ACE2). L’analyse HT-SGS de 46 échantillons provenant de six individus n’a montré aucune diversité génomique SARS-CoV-2 non synonyme dans les tissus respiratoires et d’autres tissus pour P18, P19 et P27. Parmi les échantillons de P27, deux haplotypes du SRAS-CoV-2, comprenant chacun une mutation synonyme, ont été détectés préférentiellement parmi les tissus non respiratoires tels que les ganglions lymphatiques médiastinaux et les ventricules gauche et droit.
Dans P38, le résidu D80F a été détecté dans les 31 séquences respiratoires, mais aucune des 490 séquences crâniennes et le résidu G1219V n’était limité aux variantes crâniennes. Parmi les tissus du septum intraventriculaire, les copies moyennes du gène SARS-CoV-2 N/nanogramme d’ARN étaient significativement corrélées avec les cellules médianes SARS-CoV-2 S RNA-positives. Dans le deuxième test ISH, l’ARN et la protéine du SRAS-CoV-2 ont été observés dans le cervelet et l’hypothalamus de P38, les ganglions de la base de P40 et la moelle épinière cervicale de P42.
Les résultats de l’analyse histopathologique ont indiqué que 92 % (n = 35) des cas sont décédés en raison d’une lésion alvéolaire diffuse ou d’une pneumonie aiguë, et les cas de lésions alvéolaires diffuses ont montré un schéma temporel de progression. Des infiltrats myocardiques et une hyperplasie paracorticale et folliculaire ont été observés. Cependant, malgré la distribution généralisée de l’ARN du SRAS-CoV-2 dans le corps, des preuves négligeables de cytopathologie ou d’inflammation directe du SRAS-CoV-2 ont été observées dans les tissus non respiratoires.
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que le SRAS-CoV-2 pouvait infecter et se répliquer dans les tissus non respiratoires tels que le cerveau au début de l’infection et persister pendant des mois (jusqu’à 230 jours) après l’apparition des symptômes.
Comment la mobilité humaine a-t-elle affecté la croissance des cas de COVID-19 ?