Quand les animaux attrapent COVID-19[feminine des humains, nouveau SRAS-CoV-2 des variantes peuvent survenir. Pour évaluer ce phénomène, une équipe interdisciplinaire du Collège de médecine vétérinaire et des sciences biomédicales a systématiquement analysé les types de mutations survenant dans le virus après l’infection de chats, de chiens, de furets et de hamsters.
Les cas confirmés de COVID-19 chez une variété d’animaux sauvages, de zoo et domestiques démontrent une transmission interspécifique, ce qui est rare pour la plupart des virus.
« Le SRAS-CoV-2, dans le domaine des coronavirus, a une très large gamme d’espèces », a déclaré Laura Bashor, l’une des premiers auteurs et doctorante au Département de microbiologie, d’immunologie et de pathologie. “D’une manière générale, de nombreux types de virus ne peuvent pas infecter d’autres espèces d’animaux, ils ont évolué pour être très spécifiques.”
“Les humains ont tellement d’exposition à de nombreux animaux différents qui ont permis à ce virus d’avoir la possibilité d’exposer une variété d’espèces différentes”, a déclaré Erick Gagne, premier auteur et maintenant professeur adjoint d’écologie des maladies de la faune à l’Université de Pennsylvanie.
La portée mondiale et les retombées du virus ont donné aux chercheurs une occasion unique d’étudier l’évolution virale du SRAS-CoV-2, y compris dans le laboratoire de la professeure distinguée Sue VandeWoude à la Colorado State University.
Ces spécialistes de la transmission de maladies chez les chats sauvages et domestiques ont appliqué leur expérience dans l’analyse de séquences et l’étude d’une collection de génomes au SARS-CoV-2. L’étude a été publiée récemment dans PNAS, le journal officiel de l’Académie nationale des sciences.
Mutations émergentes
Les chercheurs du laboratoire VandeWoude ont travaillé avec la professeure adjointe Angela Bosco-Lauth et le professeur Dick Bowen du Département des sciences biomédicales, qui ont utilisé leur expertise en modélisation animale pour développer un test de sensibilité au SRAS-CoV-2 des espèces animales.
Une nouvelle technique de séquençage du virus à différents stades de l’étude, désormais courante pour détecter des variantes dans la population humaine, était également la clé des résultats. Mark Stenglein, professeur agrégé au Département de microbiologie, d’immunologie et de pathologie, a fourni des compétences informatiques dans l’analyse des séquences de molécules biologiques, connues sous le nom de bioinformatique, à l’étude.
“Nous avons découvert qu’il y avait une évolution, nous avons vu une sélection sur le virus et nous avons vu de nombreuses variantes émerger dans la séquence du génome du virus”, a déclaré Bashor.
Pour fournir suffisamment de matériel viral pour l’étude, Bosco-Lauth et Bowen ont cultivé un échantillon humain de SRAS-CoV-2 dans des cellules cultivées en laboratoire. Bashor et Gagné ont déterminé que de multiples mutations se sont développées et sont devenues un plus grand pourcentage de la population génétique, à chaque étape de ce processus.
Ensuite, le virus a été introduit dans les quatre espèces domestiques et des échantillons du virus ont été prélevés dans leurs voies nasales après l’infection.
La doctorante Laura Bashor travaille au VandeWoude Lab de la Colorado State University. Crédit : Université d’État du Colorado
“Chez les animaux, les variantes de la culture cellulaire sont revenues au type humain initial, ce qui indique qu’il y a probablement une adaptation dans cette culture cellulaire et cet environnement qui ont été sélectionnés pour ces variantes”, a déclaré Gagné.
Toutes ces mutations au sein de la variante SARS-CoV-2 en culture cellulaire ne sont pas transférées dans les nouveaux hôtes. Au lieu de cela, différentes mutations ont émergé dans le virus excrété par les animaux vivants.
L’échantillon viral initial de l’étude a été isolé au début de 2020. L’équipe a observé des mutations qui ont depuis formé des souches de SRAS-CoV-2 largement répandues dans la population humaine à un rythme accéléré tout au long de l’étude.
“Parmi ceux-ci, il y avait un nombre que nous avons vu depuis chez l’homme dans les variantes alpha, bêta et delta”, a déclaré le Dr Sue VandeWoude, auteur principal. “Il y a eu des modifications spécifiques du code génétique qui imitent ce que d’autres scientifiques ont rapporté chez les humains.”
L’exposition par contact entre deux chats a démontré que la variante du SRAS-CoV-2 peut être transmise avec la possibilité de produire une nouvelle souche au sein de l’espèce.
“C’est ce que nous voyons chez les gens aussi”, a déclaré Bosco-Lauth. “Les hôtes qui sont vraiment bien adaptés pour supporter l’infection par le SRAS-CoV-2 sont également très bons pour permettre à ces mutations de s’accrocher et de se transmettre.”
L’avenir
Bashor n’avait pas prévu d’étudier le SRAS-CoV-2 lorsqu’elle est venue à la CSU pour commencer ses études de doctorat pendant la pandémie. Cependant, cela a fourni une occasion unique de se lancer en tant qu’étudiant diplômé sur un «projet vraiment cool et viable» dans l’écologie et l’évolution des maladies.
Gagné terminait ses recherches postdoctorales sur la transmission interspécifique des rétrovirus félins dans le laboratoire VandeWoude lorsque l’équipe a lancé l’étude SARS-CoV-2. Aujourd’hui professeur adjoint, il a continué à enquêter sur les retombées du SRAS-CoV-2 avec le Wildlife Futures Program de l’Université de Pennsylvanie.
Les étudiants diplômés et les scientifiques en début de carrière comme Bashor et Gagné ont apporté des contributions significatives à la recherche sur le SRAS-CoV-2, a déclaré VandeWoude.
L’équipe a poursuivi ses investigations pour se concentrer sur les chats, car ils ont montré une plus grande susceptibilité aux retombées humaines du COVID-19 et peuvent produire des variantes du virus et se propager à d’autres chats.
Bashor a commencé à analyser les séquences du génome du SRAS-CoV-2 d’un grand nombre d’espèces de chats du monde entier, notamment des tigres, des lions et des léopards des neiges. Les données accessibles au public sur les chats infectés pourraient fournir des informations supplémentaires sur l’adaptabilité et la mutabilité du COVID-19 au sein et entre les espèces de chats.
Il n’y a aucune preuve de transmission du chat à l’homme. Mais les chats restent sensibles à toutes les variantes de COVID-19 dans la population humaine.
En comprenant l’évolution virale chez les chats, l’équipe de recherche peut trouver des réponses à la question : quel est l’avenir du SARS-CoV-2 pour les humains et les animaux ?
Référence : « L’évolution du SARS-CoV-2 chez les animaux suggère des mécanismes pour une sélection rapide de variantes » par Laura Bashor, Roderick B. Gagne, Angela M. Bosco-Lauth, Richard A. Bowen, Mark Stenglein et Sue VandeWoude, 29 octobre 2021, Actes de l’Académie nationale des sciences.
DOI : 10.1073/pnas.2105253118
Financement : Prix du Conseil de recherche du Colorado State University College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences, NIH/National Center for Advancing Translational Science Colorado Clinical and Translational Science Awards
