Des chercheurs du Baylor College of Medicine rapportent Avancées scientifiques une percée dans la recherche sur les norovirus humains (HuNoV). Le norovirus est l'une des principales causes de gastro-entérite virale aiguë dans le monde, avec des conséquences graves, principalement chez les jeunes enfants, les personnes âgées et les personnes dont le système immunitaire est affaibli ou compromis. Il n’existe actuellement aucun vaccin ni traitement antiviral approuvé, et les stratégies de prise en charge reposent uniquement sur des soins de soutien, notamment le remplacement des liquides et des électrolytes.
Jusqu’à présent, la recherche sur le HuNoV était limitée par le nombre de virus que les scientifiques pouvaient développer en laboratoire. Dans l’étude actuelle, l’équipe de Baylor a surmonté un obstacle majeur qui limitait sa capacité à développer continuellement le virus, dont elle a besoin pour mener les expériences nécessaires au développement de stratégies visant à prévenir et traiter les infections et à mieux comprendre la biologie du HuNoV. Les chercheurs ont identifié les facteurs qui limitent la réplication virale et ont développé un moyen de les surmonter afin d'optimiser la culture virale à long terme.
« En 2016, une avancée majeure s'est produite lorsque les scientifiques de notre laboratoire et nos collaborateurs ont réussi à cultiver du HuNoV dans des entéroïdes intestinaux humains (HIE), ou des « mini-intestins » – des versions miniatures cultivées en laboratoire de l'intestin humain », a déclaré le premier auteur, Gurpreet Kaur, étudiant diplômé en virologie moléculaire et microbiologie à Baylor travaillant dans le laboratoire du Dr Mary Estes. « Bien que ce système permette aux chercheurs d'infecter les cellules et d'étudier le virus, il présentait toujours un inconvénient majeur : le virus ne se développerait pas par des cycles répétés, comme les scientifiques peuvent cultiver de nombreux autres micro-organismes. Après seulement quelques cycles, la réplication du norovirus s'arrêterait, rendant impossible la constitution de stocks viraux durables. «
En raison de cette limitation, les chercheurs se sont appuyés sur des virus collectés à partir d'échantillons de selles de patients infectés, qui sont limités, incohérents et rendent difficiles les expériences à grande échelle.
« En cherchant à surmonter cet obstacle, nous avons étudié plusieurs versions des HIE pour comprendre pourquoi la croissance des norovirus s'arrête généralement », a déclaré la co-auteure, le Dr Sue Crawford, professeur adjoint de virologie moléculaire et de microbiologie à Baylor. « En utilisant le séquençage de l'ARN, une méthode qui mesure l'activité des gènes, nous avons découvert que les HIE infectés produisaient des niveaux élevés de chimiokines, des molécules qui aident l'organisme à développer une réponse immunitaire. Trois chimiokines se sont démarquées : CXCL10, CXCL11 et CCL5. »
« Nous avons ensuite étudié si le blocage de la signalisation de ces chimiokines via leurs récepteurs permettrait au norovirus humain de mieux se répliquer dans les HIE », a déclaré Kaur. « Nous avons testé un médicament appelé TAK 779, développé à l'origine pour bloquer les effets des chimiokines. Lorsque le TAK 779 a été ajouté aux cultures HIE, la réplication des norovirus a augmenté de façon spectaculaire – le virus s'est propagé dans les cellules des cultures, et nous avons obtenu une réplication pendant 10 à 15 passages consécutifs. «
« TAK 779 nous a permis de générer des lots cohérents de virus infectieux à partir de cultures de laboratoire au lieu de selles humaines – ce que nous et d'autres chercheurs recherchions depuis des décennies », a déclaré Crawford.
L’équipe a également appris que toutes les souches de HuNoV ne répondent pas au TAK 779 de la même manière. TAK-779 a amélioré la réplication de la souche GII.3 et la croissance des souches GII.17 et GI.1.
« Nous avons observé que TAK 779 n'améliorait pas la réplication des souches GII.4, la cause la plus fréquente d'épidémies humaines », a déclaré l'auteur correspondant, le Dr Mary K. Estes, professeur émérite et titulaire de la chaire de virologie moléculaire et de microbiologie de la Fondation Cullen à Baylor. Estes est également codirecteur du noyau des systèmes de modèles expérimentaux gastro-intestinaux au Texas Medical Center Digestive Diseases Center et membre du Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center de Baylor. « Cette différence semble être due au fait que les virus GII.4 ne déclenchent pas la sécrétion de chimiokines dans les HIE, ce qui signifie qu'il n'y a pas de réponse chimiokine à bloquer par TAK 779. Cela suggère qu'un processus différent limite la croissance de GII.4 dans les HIE. Nous optimisons actuellement nos conditions de culture HIE pour permettre le passage efficace de souches HuNoV supplémentaires, y compris GII.4. »
Ce travail représente un grand pas en avant pour la recherche sur les norovirus. En cultivant et en entretenant continuellement des souches de norovirus en laboratoire et en produisant des stocks de virus stables pour les expériences, les chercheurs peuvent mener des études complètes sur la structure virale, le dépistage des médicaments antiviraux et le développement de vaccins, même dans les laboratoires sans accès aux échantillons de selles des patients.
