Dans une récente étude publiée dans la revue Protéomique moléculaire et cellulaireles chercheurs ont analysé les protéines dans des échantillons de liquide céphalo-rachidien (LCR) obtenus à partir de singes verts africains et de macaques rhésus infectés par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) pour comprendre les manifestations neurologiques de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).
Étude : Les marqueurs protéiques du liquide céphalo-rachidien indiquent des dommages neurologiques chez les primates non humains infectés par le SRAS-CoV-2. Crédit d’image : DOERS / Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
Les manifestations des infections par le SRAS-CoV-2 vont d’infections respiratoires asymptomatiques ou légèrement symptomatiques à des infections respiratoires graves entraînant une pneumonie, des lésions pulmonaires et même la mort. Cependant, un nombre croissant de preuves suggèrent que les résultats cliniques du COVID-19 ne se limitent pas au système respiratoire, aux symptômes neurologiques, y compris les étourdissements, l’anosmie, la dysgueusie et les maux de tête aux premiers stades, et aux convulsions, au délire et à la méningo-encéphalite dans les cas plus graves. cas, ont été observés.
Alors que des complications neurologiques plus chroniques ont été associées à des cas graves de COVID-19, des troubles cognitifs ont également été observés dans des cas bénins. L’utilisation de la spectrométrie de masse dans l’étude des protéines dans le LCR s’est avérée être une méthode efficace pour comprendre les mécanismes des troubles neurodégénératifs. Le liquide céphalo-rachidien est un choix d’échantillon idéal car son obtention est comparativement moins risquée et invasive que les biopsies du cerveau. Il contient les protéines sécrétées par toutes les régions et tous les types de cellules du système nerveux central (SNC), éliminant ainsi le problème du biais d’échantillonnage.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé des échantillons de LCR de deux modèles de primates non humains – des singes verts africains et des macaques rhésus – infectés par le SRAS-CoV-2 pour effectuer une analyse par spectrométrie de masse des protéines du LCR afin de comprendre les effets neurologiques du COVID-19. . Les primates non humains ont été infectés par la souche 2019-nCoV/USA-WA1/2020 du SRAS-CoV-2 par exposition à un aérosol ou inoculation, et des écouvillons nasaux ont été testés pour la protéine de nucléocapside du SRAS-CoV-2 afin de confirmer l’établissement de l’infection.
Deux singes verts africains et deux macaques rhésus ont été utilisés comme témoins appariés selon l’âge, et un test SARS-CoV-2 négatif pour tous les animaux a été assuré avant le début de l’étude. Du sang total et du LCR aseptique ont été obtenus de tous les animaux après avoir été infectés par le SRAS-CoV-2.
Les échantillons de LCR ont été soumis à une extraction de protéines, à une digestion avec de la trypsine, à un enrichissement en peptides et à un fractionnement par chromatographie d’échange de cations forts pour préparer les échantillons pour la spectrométrie de masse. L’acquisition des échantillons par chromatographie liquide-spectrométrie de masse a été suivie de la quantification et de l’identification des protéines du LCR. Les protéines dérégulées ont été cartographiées dans le cerveau humain, et les voies pathologiques ont été identifiées et analysées.
De plus, des sections du cervelet, du tronc cérébral et des ganglions de la base ont été analysées par immunohistochimie, tandis que des sections supplémentaires du SNC, telles que les lobes temporaux, occipitaux, pariétaux et frontaux et les lobes supérieurs, inférieurs, intermédiaires et moyens des poumons ont été utilisés pour quantifier les pathologies du SNC et pulmonaires chez des primates non humains infectés par le SARS-CoV-2. Des dosages immuno-enzymatiques (ELISA) ont également été effectués pour analyser la métalloprotéinase-2 de la matrice plasmatique.
Résultats
Les résultats ont indiqué que les animaux présentaient de très faibles niveaux de pathologie pulmonaire, mais que les niveaux de pathologie du SNC étaient modérés à sévères. De plus, il y avait des différences substantielles dans le protéome du LCR des animaux infectés et de leurs témoins non infectés, les changements correspondant à une abondance de virus bronchique dans les premiers stades de l’infection et un changement dans la sécrétion des facteurs du SNC indiquant une neuropathie associée à l’infection par le SRAS-CoV-2.
De plus, la distribution dispersée des données des animaux infectés par rapport aux témoins non infectés a suggéré que les modifications du protéome du LCR et la réponse de l’hôte à l’infection virale étaient hétérogènes. De plus, les protéines dérégulées dans le LCR se sont révélées être enrichies préférentiellement dans les voies associées à l’hémostase, aux maladies neurodégénératives humaines et aux voies innées qui pourraient influencer la réponse inflammatoire après COVID-19. La cartographie des protéines dérégulées à l’aide de l’Atlas des protéines du cerveau humain a également montré que ces protéines étaient enrichies dans les régions du cerveau qui présentent fréquemment des lésions après le COVID-19.
conclusion
Dans l’ensemble, les résultats suggèrent que les changements dans les protéines du LCR détectés dans les modèles de primates non humains infectés par le SRAS-CoV-2 étaient liés aux voies biochimiques et fonctionnelles associées à l’immunité innée, à la formation de thrombus, à l’infiltration cellulaire et aux conditions neurologiques progressives, et ces voies pourraient potentiellement être utilisées comme cibles thérapeutiques pour réduire ou prévenir les conséquences neurologiques du COVID-19.
