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COVID-19 : Un modèle de nez in vitro pour mieux comprendre l’infection

Actualité publiée il y a 4 mois 2 semaines 3 jours
mBio
Ce système organoïde tridimensionnel a été conçu à partir d’épithélium nasal récolté avec un écouvillon (Visuel Adobe Stock 189015487).

Un modèle du nez humain qui révèle les premières étapes de l'infection par le SRAS-CoV-2 mais aussi par le virus respiratoire syncytial (VRS), c’est le développement de cette équipe de virologues du Baylor College of Medicine, un modèle « préclinique » qui va permettre d’avancer vers de nouveaux traitements et vaccins intranasaux. Un système organoïde tridimensionnel, présenté dans la revue mBio, et qui a été conçu à partir d’épithélium nasal récolté avec un écouvillon.

 

Les chercheurs de Houston documentent en effet ce premier organoïde nasal humain polyvalent qui offre une représentation fidèle, en laboratoire, des cellules qui recouvrent l'intérieur du nez où se produisent les toutes premières étapes de l’infection virale naturelle. Cet organoïde nasal, qui permet de modéliser les interactions complexes entre les cellules humaines et le virus a permis ici aux scientifiques d’identifier des différences clés entre l'infection par le SRAS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19, et l’infection par le virus respiratoire syncytial (VRS), un virus respiratoire pédiatrique majeur.

L’organoïde utilise l'épithélium nasal récolté avec un écouvillon nasal (Visuel mBio)

Tester l'efficacité de nouveaux agents thérapeutiques contre les infections respiratoires

Ici, le test est effectué avec le palivizumab, un anticorps monoclonal approuvé par la FDA pour prévenir les maladies graves à VRS chez le nourrisson. Plus largement ce système organoïde nasal humain devrait faciliter l'évaluation préclinique de candidats et accélérer leur passage du laboratoire au chevet du patient.

 

L’infection commence dans le nez, rappelle l’un des auteurs principaux, le Dr Pedro Piedra, professeur de virologie moléculaire et de microbiologie, de pédiatrie et de pharmacologie et biologie chimique à Baylor, « que ce soit dans le cas de virus tels que le SRAS-CoV-2 ou le VRS, on respire le virus ». L’organoïde nasal permet aux scientifiques d’accéder et d’observer l’intérieur du nez humain et de décrypter les premiers événements du processus d’infection en laboratoire. Les chercheurs ont d’ailleurs développé 2 types d’organoïdes nasaux,

un organoïde pour les nourrissons et un pour les adultes.

Dans ces organoïdes, les cellules tapissant l'intérieur du nez, l'épithélium, sont exposées à l'air d'un côté et au système circulatoire sanguin de l'autre côté. L’organoïde utilise l'épithélium nasal récolté avec un écouvillon nasal, explique l’autre auteur principal, le Dr Anubama Rajan, chercheur associé au laboratoire Piedra : « Nous cultivons l'épithélium récolté dans des plaques de culture tissulaire qui constituent une interphase air-liquide, où la face supérieure de l'épithélium est exposée à l'air et la face inférieure baigne dans un liquide contenant des nutriments et d'autres facteurs ».

 

Pour cette étude de l'interaction entre le SARS-CoV-2 ou le VRS et l'épithélium du nez, les chercheurs ont simulé une infection naturelle en plaçant chaque virus séparément du côté air des plaques de culture et en étudiant les changements sur l'organoïde nasal. Ils observent :

 

  • des réponses différentes à l'infection par le SRAS-CoV-2 et le VRS ;
  • le SRAS-CoV-2 induit de graves dommages à l'épithélium, aucune réponse à l'interféron (une première réponse de défense antivirale) et une sécrétion minimale de mucus ;
  • le VRS induit une sécrétion abondante de mucus et une forte réponse à l'interféron ;
  • l’intérêt thérapeutique du palivizumab est également confirmé : le médicament permet de prévenir l'infection par le VRS avec une efficacité dose-dépendante de la concentration.

 

Toujours plus de précision : l’approche non invasive, reproductible et fiable permettant de développer ces organoïdes du nez humain à partir de simples échantillons d'écouvillonnage nasal va considérablement faciliter les recherches sur de nouveaux vaccins et de nouveaux traitements, sans oublier mla possibilité d'adopter une approche thérapeutique mieux personnalisée.

 

Ainsi, un organoïde nasal développé à partir d’un écouvillonnage effectué sur un patient en particulier, pourrait théoriquement révéler comment la personne contrôle initialement l'infection et ce qui la rend le cas échéant plus sensible à un virus qu'une autre.

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