Tropisme oculaire du SRAS

Jul 23, 2023

Nature Communications volume 13, Numéro d'article : 7675 (2022) Citer cet article

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Bien que des manifestations oculaires soient rapportées chez les patients atteints de COVID-19, il n’existe pas de consensus sur le tropisme oculaire du SRAS-CoV-2. Ici, nous infectons des souris transgéniques K18-hACE2 avec le SRAS-CoV-2 par diverses voies. Nous observons une manifestation oculaire et une inflammation rétinienne avec production de cytokines pro-inflammatoires dans les yeux de souris infectées par voie intranasale (IN). L'infection intratrachéale (IT) entraîne la dissémination du virus des poumons vers le cerveau et les yeux via les nerfs trijumeau et optique. Les invasions oculaires et neuronales sont confirmées par une infection intracérébrale (IC). Notamment, le virus collyre (ED) ne provoque pas d’infection pulmonaire et devient indétectable avec le temps. La distribution oculaire et neurotrope du virus in vivo est évidente dans l’imagerie par fluorescence avec un clone infectieux du SRAS-CoV-2-mCherry. Les caractéristiques tropiques oculaires et neuroinvasives du SRAS-CoV-2 sont confirmées chez les hamsters syriens de type sauvage. Nos données peuvent améliorer la compréhension de la transmission virale et des caractéristiques cliniques du SRAS-CoV-2 et contribuer à améliorer les procédures de contrôle du COVID-19.

Plusieurs virus respiratoires, tels que les adénovirus de l’espèce D et les virus grippaux de sous-type H7, présentent un tropisme oculaire et provoquent des maladies oculaires chez l’homme1. Bien que des manifestations et anomalies oculaires aient été fréquemment rapportées chez des patients atteints de COVID-192,3, le tropisme oculaire et les pathologies du SRAS-CoV-2 restent flous. L’ARN viral n’a pas été détecté par analyse PCR quantitative par transcription inverse (RT-qPCR) des écouvillons conjonctivals de trois patients atteints de COVID-19 et de conjonctivite bilatérale4 et dans 16 échantillons d’humeur aqueuse et de corps vitré provenant de cas post-mortem5. En revanche, une étude transversale menée en Italie a rapporté la présence d’ARN viral dans les prélèvements conjonctivals de 52 des 91 patients atteints de COVID-19, avec un taux de détection élevé chez les patients atteints d’une maladie grave6. D’autres études transversales menées en Chine7 et au Brésil8, ainsi que des examens post-mortem9,10 ont également rapporté la détection d’ARN viral dans des prélèvements conjonctivals ou dans l’humeur aqueuse de patients avec ou sans manifestations oculaires.

Comme la surface oculaire représente une surface muqueuse supplémentaire exposée aux aérosols infectieux, les yeux sont considérés comme une voie de transmission potentielle du SRAS-CoV-2. En effet, le récepteur du SARS-CoV-2 est exprimé à la surface oculaire humaine11,12. Deng et coll. ont montré que le SRAS-CoV-2 était potentiellement entré via la conjonctive chez les macaques rhésus après inoculation conjonctivale13. De plus, le SRAS-CoV-2 peut infecter les cellules épithéliales oculaires dérivées de cellules souches embryonnaires humaines14 et les cellules épithéliales conjonctivales humaines15. Ainsi, il convient d’étudier si les yeux peuvent agir comme sites d’entrée primaires ou secondaires du virus pour guider les stratégies préventives ou thérapeutiques contre la transmission du SRAS-CoV-2.

Dans ce travail, nous évaluons le tropisme oculaire et la possible transmission oculaire du SRAS-CoV-2 à l’aide de souris transgéniques K18-hACE2 et de hamsters syriens sauvages. En utilisant diverses voies d’inoculation, nous démontrons le tropisme oculaire du SRAS-CoV-2 via l’invasion neuronale des nerfs trijumeau (TN) et optique (ON) dans le modèle murin. À l’aide de clones infectieux du SRAS-CoV-2-mCherry et d’un système d’imagerie par fluorescence, nous examinons la distribution oculaire et neurotrope du virus in vivo. De plus, nous fournissons des preuves des caractéristiques tropiques oculaires et neuroinvasives du SRAS-CoV-2 chez les hamsters de type sauvage.

Une étude précédente a rapporté qu’une infection oculaire par le virus Zika (ZIKV) entraînait le développement d’une conjonctivite et d’une panuvéite et provoquait une inflammation des tissus uvéaux d’un modèle de souris16. Pour déterminer si la pathogenèse de la maladie oculaire est provoquée par une réponse à l'infection par le SRAS-CoV-2 chez des souris K18-hACE2, nous avons infecté des souris par voie intranasale (IN) avec 104 unités formant plaques (UFP) du virus ou le même volume. de solution saline tamponnée au phosphate (PBS) (groupe fictif). Conformément aux résultats précédents17, nous avons observé une perte de poids de 20 % 7 jours après l'infection (dpi ; Fig. 1a) et une mortalité à 8 dpi (Fig. 1b). Notamment, à 6 dpi, des larmoiements et des écoulements oculaires se sont produits chez 25 % des souris infectées (Fig. 1c). Nous avons ensuite évalué la présence du SARS-CoV-2 dans les yeux de souris après infection par IN. À 6 dpi, la charge virale dans les poumons et les yeux, y compris les appendices, a été évaluée par test sur plaque. Le titre viral infectieux obtenu dans les yeux était aussi élevé que celui dans les poumons (~ 106 PFU/g ; Fig. 1d). Compte tenu de la détection d'ARN viraux dans les larmes de patients atteints du SRAS-CoV18 et du SRAS-CoV-219, nous avons évalué les copies d'ARN viral dans la glande lacrymale à 6 dpi par RT-qPCR ciblant le gène de la nucléocapside virale (Fig. 1e). Il est intéressant de noter que la charge virale de la glande lacrymale était nettement inférieure à celle des yeux et similaire à celle de la rate (~ 104 copies d’ARN viral par microgramme d’ARN total), l’un des tissus négligeablement sensibles à l’infection20. Ces résultats ont également été confirmés chez des souris femelles K18-hACE2, indiquant que le virus manquait de spécificité de sexe ou de genre (Figure 1 supplémentaire). Nous avons ensuite examiné les coupes rétiniennes de souris infectées par IN à 6 dpi pour détecter la protéine de pointe virale (S) par coloration par immunofluorescence. La protéine ACE2 a été observée dans la rétine (Fig. 2 supplémentaire). La protéine S a été principalement observée dans la couche de cellules ganglionnaires de la rétine, constituée de cellules ganglionnaires rétiniennes dont les axones forment le nerf optique, le chiasma et le tractus (Fig. 1f). Nous avons également observé la co-localisation de la protéine S et de la γ-synucléine, un marqueur des cellules ganglionnaires rétiniennes, dans la couche de cellules ganglionnaires, indiquant que les cellules infectées étaient peut-être des cellules ganglionnaires rétiniennes (Fig. 3 supplémentaire). Ces résultats ont démontré la présence du SRAS-CoV-2 infectieux dans les yeux, ce qui suggère que les yeux étaient la cible de l'infection par le SRAS-CoV-2, éventuellement via une invasion neuronale.