Modèle basé sur la souris nouveau-né établi qui permet la transmission des isolats cliniques du SRAS-CoV-2

Modèle basé sur la souris nouveau-né établi qui permet la transmission des isolats cliniques du SRAS-CoV-2

Dans une étude récente publiée dans bioRxiv * Serveur de prépublication : les chercheurs ont développé un modèle de souris nouveau-né qui permet la transmission du coronavirus 2 (SARS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère.

Studie: Ein neonatales Mausmodell charakterisiert die Übertragbarkeit von SARS-CoV-2-Varianten und zeigt eine Rolle von ORF8. Bildquelle: Dotted Yeti/Shutterstock

*REMARQUE importante :bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et ne doivent donc pas être considérés comme concluants, destinés à guider la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.

arrière-plan

Les hamsters et les furets sont couramment utilisés pour modéliser la pathogenèse du SRAS-CoV-2 ; Cependant, les deux modèles animaux ne disposent pas du potentiel de manipulation génétique nécessaire pour évaluer les facteurs de transmission du virus déterminants pour l’hôte. Par conséquent, on ne sait pas clairement quelles substitutions d’acides aminés spécifiques aux COV du SRAS-CoV-2 et quels mécanismes de l’hôte induits par le SRAS-CoV-2 contribuent à la transmission.

Les souris sont des options peu coûteuses et largement disponibles, dotées de boîtes à outils génétiques et de réactifs polyvalentes et moins de défis en matière d'élevage et de réglementation ; Cependant, la transmission du SRAS-CoV-2 chez la souris adulte n’a pas été documentée. Les auteurs de la présente étude ont précédemment établi des souris nouveau-nées âgées de quatre à sept jours comme modèles efficaces pour la transmission de l'IAV (virus de la grippe A).

À propos de l'étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont étendu leur analyse précédente et ont présenté un modèle de souris néonatal exprimant l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 humaine K18 (hACE2) qui a transmis le SRAS-CoV-2 et a examiné la transmission passée et actuelle des COV du SRAS-CoV-2 en circulation.

L'équipe a caractérisé le tropisme, la réplication et la transmission du SRAS-CoV-2 de la souche Wuhan-Hu-1 (WA-1) du SRAS-CoV-2 par rapport aux COV Alpha, Beta, Gamma, Delta et Omicron. Ils ont également caractérisé la transmission de deux virus SARS-CoV-2 recombinants dépourvus des protéines supplémentaires du cadre de lecture ouvert 6 (ORF6) ou ORF8. Des souris et des souris mâles C57BL/6 (hACE2-/-) et C57BL/6 K18-hACE2+/+ ont été combinées pour générer une progéniture K18-hACE2+/- permissive à WA-1. Les chiots cas index âgés de quatre à sept jours ont été infectés par voie intranasale avec WA-1.

La survie et le poids des petits ont été surveillés quotidiennement et des échantillons excréteurs (sécrétions nasales) ont été collectés longitudinalement auprès des petits index et des petits en contact étroit. La cinétique d’excrétion des voies respiratoires supérieures (URT) a été utilisée pour évaluer les infections virales, et la perte de poids a été appelée morbidité induite par le SRAS-CoV-2. Des échantillons de sécrétions nasales ont été soumis à des analyses quantitatives de réaction en chaîne par polymérase par transcription inverse (RT-qPCR) et des analyses de plaques ont été effectuées sur des cellules VeroE6 surexprimant la protéase transmembranaire sérine 2 (TMPRSS2) et ACE2.

Une analyse immunohistochimique (IHC) a été réalisée sur les tissus nasopharyngés de chiots index colorés pour la protéine de la nucléocapside (N) du SRAS-CoV-2. Les particules infectieuses du SRAS-CoV-2 dans les lavages rétrotrachéaux et les homogénats pulmonaires ont été mesurées pour évaluer le tropisme viral pour l'URT et les voies respiratoires inférieures (LRT), respectivement. Les cytokines présentes dans les échantillons d'excrétion URT de souris nouveau-nées infectées par le SRAS-CoV-2 ont également été analysées.

Pour évaluer la cinétique de transmission du SRAS-CoV-2, la mue quotidienne des souris contacts a été utilisée comme indicateur de la réplication réussie du virus. Les échantillons excréteurs ont été analysés à l’aide de tests immuno-enzymatiques multiplex (ELISA). De plus, les souris ont été infectées par le SRAS-CoV-2 sans ORF6 (WA-1 ΔORF6) ou sans ORF8 (WA-1 ΔORF8), et leurs échantillons d'excrétion, les liquides de lavage rétrotrachéal et les échantillons de poumons ont été collectés pour évaluer l'excrétion du SRAS-CoV-2, la réplication URT et la réplication LRT, respectivement. La quantité de virus infectieux a été quantifiée à l’aide de tests sur plages.

Résultats

Les souris néonatales exprimant K18-hACE2 ont efficacement soutenu la transmission du SRAS-CoV-2 WA-1, et les COV du SRAS-CoV-2 ont montré un tropisme et une dynamique de réplication prononcés chez les nouveau-nés index. ORF8 s’est avéré crucial pour la transmission réussie du SRAS-CoV-2. La morbidité et la mortalité ont été équilibrées de deux à trois jours chez les souris contact par rapport aux souris index, et de l'acide ribonucléique (ARN) du SRAS-CoV-2 a été détecté chez les souris contact, indiquant une transmission du SRAS-CoV-2.

À quatre dpi, les particules du SRAS-CoV-2 ont été excrétées par tous les chiots en contact, ce qui représente une efficacité de 100 % de la transmission du WA-1, et la détection du SRAS-CoV-2 chez les souris nouveau-nées excrétant des échantillons a suggéré une forte infection par le SRAS-CoV-2 dans les voies respiratoires supérieures. De plus, des cellules infectées par le SRAS-CoV-2 ont été identifiées dans les cellules épithéliales olfactives supérieures, indiquant la réplication WA-1 dans l'URT.

Les souris infectées par Omicron ont excrété de petites quantités de SARS-CoV-2. Pour la souche WA-1, les titres de SARS-CoV-2 excrétés étaient de 105 unités formant plaque (PFU)/ml dans les voies respiratoires supérieures, mais de titres significativement plus élevés (5 x 106 PFU/ml) dans le tissu pulmonaire. Aux titres de réplication maximaux, le tropisme de la souche WA-1 a progressé vers le LRT. Au contraire, la réplication alpha a favorisé l'URT. Les charges virales dans tous les échantillons excréteurs et dans les échantillons de lavage rétrotrachéal correspondants étaient similaires. À l’exception d’Omicron, le modèle a permis à divers COV du SRAS-CoV-2 de se répliquer et d’excréter à des niveaux similaires à ceux du WA-1.

Sept jours après l'infection (dpi), les souris de contact infectées par alpha et delta ont présenté une mortalité de 100 %, tandis que les taux de mortalité pour les infections par la souche WA-1, les bêta-COV et les gamma-COV étaient de 75 %, 86 % et 56 %. respectivement. Il est probable qu'une valeur seuil pour le titre d'excrétion d'indice (≥ 1,2 x 104 PFU/ml) existait dans le modèle pour estimer le succès de la transmission aux contacts. Les infections par la souche WA-1, les bêta-COV et les gamma-COV, dont la transmission différait en termes de début, de moment d'achèvement et de degré d'achèvement, ont abouti à des réponses cytokines globalement similaires.

Les charges virales excrétées par WA-1 ΔORF8 et les charges virales URT étaient respectivement de 5 x 102 et 1 x 103 PFU/ml, significativement inférieures à celles de WA-1 ou WA-1 ΔORF6, et les virus infectieux étaient toujours détectables chez les souris index à cinq dpi, indiquant un ralentissement plus lent de la clairance virale en l'absence d'ORF8. La transmission de WA-1 ΔORF8 était incomplète jusqu'à la fin de l'expérience. De plus, le titre viral maximal chez les souris contact WA-1-ΔORF8 était de 7,5 × 103 PFU/ml, ce qui était inférieur à celui de WA-1-ΔORF6 et WA-1.

Diplôme

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que le modèle murin néonatal non invasif peut révéler la dynamique de transmission des COV du SRAS-CoV-2, à l’exception d’Omicron, et qu’ORF8 est crucial pour la transmission du SRAS-CoV-2.

*REMARQUE importante :bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et ne doivent donc pas être considérés comme concluants, destinés à guider la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.

Référence:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Rodriguez-Rodriguez, B. et al. (2022) „Ein neonatales Mausmodell charakterisiert die Übertragbarkeit von SARS-CoV-2-Varianten und zeigt eine Rolle für ORF8.“ bioRxiv. doi: 10.1101/2022.10.04.510658. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.04.510658v1