Une nouvelle étude montre une autre voie possible d'infection par le SRAS-CoV-2 dans la vessie hyperactive

Une nouvelle étude publiée sur le serveur de préimpression bioRxiv*, en juin 2020, rapporte que l'état de vessie hyperactive (OAB) pourrait être associé à une autre voie d'infection par le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SRAS-CoV-2), l'agent causal de la maladie COVID-19.

Infection urinaire par le SRAS-CoV-2

Les données officielles montrent que le nouveau coronavirus initialement nommé 2019-nCoV, qui est apparu pour la première fois à Wuhan, en Chine, a circulé rapidement dans le monde entier dans la plupart des pays en quelques mois. Principalement caractérisée au départ comme provoquant de la fièvre et une toux sèche, avec une détresse respiratoire importante et parfois terminale dans une minorité de cas, elle est également connue pour provoquer des lésions des voies urinaires chez quelques patients.

Cependant, le virus n'a pas été trouvé jusqu'à présent dans l'urine. Malgré cela, la connaissance que le virus SARS-CoV-1, qui a provoqué la première épidémie de SRAS, a été détectée dans l'urine de ces patients, suggère que le système urinaire pourrait potentiellement transmettre une infection à l'hôte. Cela a incité la présente étude à examiner la présence de récepteurs ACE2 pour le virus dans ces organes. Ceci est crucial pour comprendre comment le virus affecte les tissus des voies urinaires et pour développer des contre-stratégies.

Le SARS-CoV et le SARS-CoV-2 actuel auraient tous deux le même récepteur, à savoir la molécule ACE2. Des recherches antérieures soutiennent le rôle potentiel de l'épithélium de la vessie en tant que cible pour le nouveau coronavirus. Les chercheurs ont cherché à explorer le motif marqué formé par la distribution de l'ACE2 dans l'épithélium de la vessie, passant des cellules parapluie de l'épithélium externe aux cellules basales de la couche interne et aux cellules intermédiaires entre ces couches.

Groupes à haut risque

Il est bien reconnu que les personnes âgées et celles qui ont des conditions médicales coexistantes courent un risque beaucoup plus élevé d'infection par le SRAS-CoV-2 et de décès par COVID-19. Cela ajoute de l'urgence à la tâche de découvrir comment les modèles d'infection virale changent avec la maladie sous-jacente. La présente étude vise à examiner la structure des amas cellulaires et l'expression des récepteurs ACE2 dans la vessie, et à comprendre comment l'OAB, associée au vieillissement humain, opère sur les différentes cellules épithéliales de la vessie, à l'aide d'un modèle de souris.

Utiliser des souris à la place des hommes

Les souris OAB ont été préférentiellement utilisées car l'OAB est courante chez les humains plus âgés, nécessite des médicaments coûteux et peut être bien simulée chez la souris. Les chercheurs ont utilisé la bio-informatique scRNA-seq, un outil qui a été largement utilisé dans la recherche sur la pandémie actuelle. Il a l'avantage de pouvoir examiner l'expression des gènes dans tous les types de cellules, à haute résolution et sans biais.

Les chercheurs ont utilisé deux transcriptomes scRNA-Seq pour comparer les tissus vésicaux de souris normales et OAB, ainsi que pour fusionner des données accessibles au public sur l'expression de l'ACE2 de la vessie humaine et souris. Ce faisant, ils ont pu découvrir comment la présence d'une maladie sous-jacente pouvait affecter cette source potentielle d'infection.

Les types de cellules annotées de l'ensemble de données ne différaient pas significativement de ceux du travail d'origine, à l'exception du neurone de souris, qui a été initialement étiqueté comme tel, mais qui s'est révélé plus tard être des fibroblastes utilisant des marqueurs supérieurs. L'étude a montré que l'expression de l'ACE2 dans les tissus de la vessie humaine était observée principalement dans trois types de cellules épithéliales, et dans une faible mesure dans les fibroblastes et les monocytes. La vessie de souris a également montré une densité d'ACE2 plus élevée que chez l'homme, mais avec la même distribution.

Modifications de l'expression ACE2 dans OAB

Plus de 7 000 cellules ont été séquencées, 8 types de cellules étant différenciés, dont les cellules épithéliales, les cellules basales, les monocytes, les cellules endothéliales, les fibroblastes et les cellules musculaires lisses. La plupart de l'expression de l'ACE2 était sur les cellules intermédiaires et basales, mais le plus haut pourcentage d'expression de cette molécule était sur les cellules parapluie.

Stroma de la vessie et cellules immunitaires régulées à la baisse ACE2 dans l'OAB. Ainsi, le récepteur ACE2 est maintenant connu pour être exprimé dans les voies respiratoires, digestives et urinaires. Cela signifie que le virus peut infecter ces systèmes. L'expression relativement élevée d'ACE2 dans l'épithélium de la vessie, et en particulier les cellules parapluies, indique la plus grande vulnérabilité de ce tissu au SARS-CoV-2.

L'épithélium transitionnel de la vessie a un taux de renouvellement élevé, ce qui peut le rendre plus sensible aux affections de la vessie comme l'OAB. Les chercheurs ont voulu détecter des changements dans le transcriptome scRNA-Seq dus à l'OAB mais ont trouvé difficile d'obtenir des échantillons de tissu vésical sain. En comparant les types de cellules individuellement entre les espèces, une bonne corrélation a été établie entre les cellules vésicales humaines et murines.

Concernant le type cellulaire, les cellules parapluie ont pratiquement disparu dans l'OAB, bien qu'elles soient le type de cellule le plus fréquent dans la vessie avec 72%. Cependant, les myofibroblastes augmentent dans l'OAB avec une expression accrue de l'ACE2. La vessie hyperactive peut modifier la voie d'infection par le biais de la modification de l'expression de l'ACE2, modifiant la sensibilité, la gravité et la stratégie thérapeutique.

Limites et études futures

Différents ensembles de données montrent des niveaux très variables d'expression d'ACE2 dans la vessie, à 1,3% et 9,5% chez l'homme selon les rapports GSE108097 et GSE129845, respectivement. Avec les souris, GSE129845 a montré 18% et les données des chercheurs 72%. Des travaux supplémentaires sont donc nécessaires à ce sujet.

Le SRAS-CoV a pu être récupéré et cultivé dans l'urine des patients atteints du SRAS pendant plus de 4 semaines, conférant un potentiel infectieux important pendant une longue période. Avec des preuves unicellulaires étayant la possibilité d'une infection par le SRAS-CoV-2 des voies urinaires et une propagation rapide de la maladie en dehors de la Chine, le rôle possible des voies urinaires dans la propagation de l'infection doit être pris en compte et évité.

Les scientifiques suggèrent de désinfecter régulièrement les toilettes publiques et des méthodes d'élimination sûres de l'urine des patients pour éviter une telle propagation.

Les limites de l'étude comprennent le fait qu'aucune relation directe n'a été observée entre les caractéristiques cliniques du SRAS-CoV-2 et les études de scRNA-seq de souris, et le faible nombre d'échantillons de vessie de souris, qui peut également être moins efficace pour lier le virus par rapport à spécimens humains. Une étude plus approfondie est nécessaire, en utilisant de l'ACE2 humain ou des échantillons humains et une plus grande taille d'échantillon.

*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 traités comme des informations établies.