Détectée pour la première fois au Royaume-Uni, la variante B.1.1.7 du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) a montré une transmissibilité accrue par rapport aux souches plus anciennes.
Une nouvelle étude publiée sur le bioRxiv* Le serveur de pré-impression a constaté que l’utilisation d’organoïdes humains pourrait aider à mieux caractériser le phénotype de plusieurs variantes virales, y compris B.1.1.7. Leurs résultats montrent l’excrétion d’acide ribonucléique (ARN) du variant du SRAS-CoV-2 en corrélation avec la capacité virale et l’infectiosité.
Nous rapportons que l’excrétion prolongée est un corrélat in vitro de l’infectiosité pour le SRAS-CoV-2 B.1.1.7, ce qui corrobore les résultats épidémiologiques et peut expliquer pourquoi ce clade est plus transmissible. Les organoïdes pulmonaires et intestinaux dérivés de cellules souches humaines adultes peuvent ainsi fournir une plate-forme pour la comparaison des isolats cliniques du SRAS-CoV-2 non adaptés à la culture cellulaire », ont écrit les chercheurs.
Sommaire
Les organoïdes des voies respiratoires présentent une infectivité élevée dans la variante B.1.1.7
Les chercheurs ont isolé le variant B.1.1.7 à partir d’un échantillon oropharyngé, où il s’est ensuite développé dans des cellules Calu-3 et s’est répandu avec un autre isolat ancestral du clade B appelé Bavpat-1. Ils ont ensuite testé l’infectiosité du SRAS-CoV-2 sur les organoïdes des voies respiratoires. Alors que les humains peuvent répandre le SRAS-CoV-2 pendant environ 10 jours, les cellules infectées meurent après 72 heures.
Pour contourner ce problème, l’équipe a évalué la cinétique de réplication de l’isolat B.1.1.7 et du clade B lors de l’infection d’organoïdes des voies aériennes humaines à l’interface air-liquide 10 jours après l’infection. Ils ont également analysé les titres viraux sur les cellules Calu-3 pour déterminer l’infectiosité.
Dans les organoïdes des voies respiratoires, le variant B.1.1.7 a montré des titres viraux plus élevés que l’isolat du clade B. Le variant B.1.1.7 avait des titres viraux maximaux entre les jours 2 et 4 après l’infection. Alors que le pic a chuté, les organoïdes ont continué à avoir des titres élevés jusqu’au jour 10 post-infection par rapport à l’isolat du clade B, qui a montré des titres décroissants entre les jours 4 et 10 post-infection.
Au jour 3 après l’infection, les deux virus ont infecté à peu près le même nombre de cellules. Cependant, au jour 10, le variant B.1.1.7 a continué à infecter un nombre égal de cellules. L’isolat du clade B n’a infecté que quelques cellules après 10 jours.
Plus grande excrétion virale du variant B.1.1.7 dans les cellules pulmonaires alvéolaires
Les cellules alvéolaires sont fréquemment utilisées dans la recherche pour étudier le COVID-19 sévère. Ils ont établi des organoïdes cellulaires alvéolaires humains de type 2 exprimant des gènes marqueurs AT2, mais pas des gènes marqueurs des voies respiratoires. Les cellules AT2 ont également exprimé BMP4 pour l’empêcher de se transformer en cellules AT1.
Les résultats ont montré que les organoïdes AT2 n’étaient vulnérables qu’à l’infection par le SRAS-CoV-2 par rapport aux cellules HTII-280 + qui étaient ciblées par les deux virus.
Le variant B.1.1.7 présentait des titres d’ARN viral plus faibles mais semblait avoir des titres infectieux légèrement plus élevés que l’isolat de clade B au fil du temps – bien que cela ne soit pas significatif.
Cet écart entre l’ARN viral et le virus infectieux est susceptible d’être causé par un titre de pic plus élevé pour Bavpat-1 2 jours après l’infection et par le fait que dans ce modèle 3D le virus / ARN ne peut pas être collecté par lavage quotidien des cellules. », Ont écrit les chercheurs.
Étant donné que la propagation virale dans les organoïdes 3D est limitée pour les expériences cinétiques de réplication de longue durée, l’équipe a répété l’expérience en utilisant des cellules AT2 cultivées insérées dans des interfaces air-liquide 2D. Comme auparavant, il y avait plus d’excrétion virale de l’isolat de clade B dans les 3 premiers jours après l’infection, mais les titres B.1.1.7 étaient plus élevés à des moments ultérieurs.
Excrétion virale chronique dans les organoïdes après l’infection
Les chercheurs ont également examiné les cellules épithéliales intestinales car elles étaient sujettes à une infection par le SRAS-CoV-2. Les résultats ont montré une cinétique de réplication similaire pour B.1.1.7 par rapport aux cellules pulmonaires. Comme pour les organoïdes AT2, il n’y avait aucune différence dans les titres viraux au cours des trois premiers jours de l’infection. Cependant, il y avait des titres viraux B.1.1.7 plus élevés dans les derniers stades de l’infection.
Après 10 jours après l’infection, les chercheurs ont trouvé plus de cellules infectées du variant B.1.1.7 que de l’isolat du clade B. Sur la base des résultats, ils suggèrent que le B.1.1.7 est hautement infectieux pour les cellules organoïdes pulmonaires et intestinales.
Le variant B.1.1.7 a également surpassé le virus du clade B lors de la conduite de l’expérience sur in vitro modèles, indiquant une meilleure aptitude réplicative que les virus ancestraux.
Ces résultats confirment un rôle important pour les interactions sociales dans la détermination de l’aptitude virale. La possibilité que des interactions virus-hôte spécifiques puissent être cruciales pour déterminer le résultat des expériences qui mesurent la capacité virale, et de telles interactions peuvent être perdues dans les modèles animaux. Des études futures pourraient utiliser la génétique inverse pour aborder les rôles de ces mutations dans les systèmes organoïdes humains. »
*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, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé ou être traités comme des informations établies.
