La pandémie actuelle de COVID-19 est causée par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère du bétacoronavirus (SARS-CoV-2), un virus à ARN monocaténaire enveloppé avec un grand génome d'environ 30 kb de longueur. Il est connu pour infecter les humains et les espèces animales. Une étude récente menée par des chercheurs de la Kansas State University et du Département de l'agriculture des États-Unis et publiée sur le serveur de pré-impression bioRxiv * en septembre 2020, on a cherché à voir si les insectes piqueurs posaient un risque de transmission du SRAS-CoV-2 à l'homme ou aux animaux à la suite d'un repas de sang infecté par le SRAS-CoV-2.
Sommaire
Voies de transmission du SRAS-CoV-2
Le virus SRAS-CoV-2 est principalement transporté par gouttelettes et aérosols provenant d'individus infectés, directement ou via des surfaces contaminées. Cependant, les insectes sont connus pour transmettre de nombreuses maladies aux humains à la fois en transférant physiquement les agents pathogènes et en agissant comme hôtes pendant une partie de leur cycle de vie.
Les vecteurs d'insectes transmettent-ils le virus?
Les deux virus antérieurs, SRAS-CoV et MERS-CoV, n'ont pas été signalés jusqu'à présent comme étant transmis par des insectes. Cependant, les scientifiques se demandent s'ils peuvent propager le virus actuel.
Pour que cela se produise, l'agent pathogène doit être ingéré dans un repas sanguin d'un hôte et établir une infection dans l'intestin moyen de l'insecte. Ensuite, il doit être capable de voyager jusqu'aux glandes salivaires et de les infecter afin que lors de la prochaine alimentation sur un hôte, il transmette le pathogène au nouvel hôte.
Des recherches antérieures montrent que le virus ne peut pas se répliquer dans plusieurs espèces de moustiques; à savoir, Aedes aegypti, Aedes albopictus, et Culex quinquefasciatus, lorsqu'il est introduit dans le thorax. Il n'a été trouvé ni chez les moustiques Culex ni chez les anophèles.
Transmission potentielle chez les moucherons et les moustiques
L'étude actuelle est la première à rapporter la sensibilité de trois espèces importantes d'insectes vecteurs à l'infection par le SRAS-CoV-2 via un repas de sang contenant le virus – la voie naturelle de l'infection. Ces vecteurs incluent les moucherons piqueurs (Culicoides sonorensis), et deux vecteurs humains importants, Cx. tarsalis et Cx. Quinquefasciatus. Ils ont également utilisé quatre lignées cellulaires dérivées de quatre autres insectes: C. sonorensis (W8a), Ae. aegypti (C6 / 36), Cx. tarsalis (CxTrR2), et Cx. quinquefasciatus (HSU) pour déterminer la sensibilité au SRAS-CoV-2.
Les études in vitro produisent des résultats négatifs
Les chercheurs ont d'abord exposé les lignées cellulaires d'insectes avec le virus in vitro dans deux expériences distinctes. Le surnageant des cultures de cellules d'insectes après 2, 4 et 8 jours d'infection a été ajouté aux cellules Vero. Il n'y avait aucun signe d'effet cytopathique (CPE) dans aucune des cellules.
Des études in vivo montrent de l'ARN viral
Ils ont ensuite permis aux insectes de se nourrir de sang infecté. Ils ont découvert que sur 200 moucherons, 140 ont survécu jusqu'à 10 jours. À l'examen, ils ont observé la présence d'ARN du SRAS-CoV-2 chez 85% des moucherons, la valeur moyenne de Ct étant d'environ 34. Les moucherons témoins au jour 10 n'ont à l'unanimité montré aucun signe d'ARN viral.
Parmi les 100 Cx. tarsalis moustiques nourris avec du sang infecté, seuls 48 étaient vivants au jour 10 et 17% étaient positifs pour l'ARN viral à une valeur moyenne de Ct d'environ 31. Aucun des contrôles n'était positif.
Sur 100 Cx. quinquefasciatus les moustiques se nourrissant de sang infecté, à peu près le même nombre (47) ont survécu jusqu'au jour 10, et la moitié d'entre eux avaient un ARN viral avec un Ct moyen d'environ 34.
Aucun virus infectieux récupéré
Dans l'étape suivante, ils ont homogénéisé les tissus d'insectes et les ont incubés sur des cellules Vero en série. Chez les moucherons, aucun CPE n'a été observé même avec trois passages successifs. L'absence du virus a été confirmée en testant les premier et troisième passages par immunofluorescence (IFA). Les cellules témoins ont été testées positives par IFA. Les moucherons témoins étaient négatifs à la fois pour l'IFA et l'incubation. Le même résultat a été obtenu avec six échantillons de tissus regroupés du contrôle Cx. Tarsalis et Cx. quinquefasciatus après les avoir nourris avec du sang infecté par VI et IFA.
Il est essentiel de reconnaître que ce n'est que si l'hôte a des particules virales dans la circulation sanguine au moment de l'alimentation que l'insecte sera infecté. Certains individus infectés sont connus pour présenter une virémie, contrairement à la plupart des modèles animaux testés jusqu'à présent. Les hamsters, qui développent généralement une virémie, font exception. Cela indique la nécessité d'études sur la transmission contrôlée des arthropodes pour comprendre le degré de risque et aider à développer des modèles épidémiologiques fiables pour la maladie. Ceci est important dans la conception de stratégies de santé publique.
Importance et implications
Les chercheurs notent que leurs résultats concordent avec des études antérieures excluant un rôle pour Aedes moustiques en transmission virale car cette lignée cellulaire n'a pas permis au virus de se répliquer. Ils rapportent également que diverses autres lignées cellulaires dérivées de plusieurs Culex espèce et une Culicoïdes les espèces ne supportent pas non plus cette infection. Surtout, ils ont utilisé la voie naturelle d'inoculation (un repas de sang enrichi de virus) pour déterminer la sensibilité, ajoutant à la pertinence de l'étude.
De plus, l'utilisation de cette voie prend en compte la quasi-espèce caractéristique de ce virus. Les virus doivent surmonter plusieurs obstacles de sélection génétique et naturelle pour se répliquer et être transmis par les insectes avec succès. Entrant d'abord par le repas de sang, ils doivent ensuite établir une infection dans les cellules de l'intestin moyen, se répliquer puis pénétrer dans l'hémocèle où ils doivent survivre, pour atteindre les glandes salivaires et se répliquer enfin. Il s'agit de la dernière étape avant leur libération dans la salive lors du prochain repas sanguin.
Les virus à ARN sont par nature, des quasi-espèces et des pressions de sélection naturelle qui favorisent leur infection et leur réplication chez les insectes pour former une population spécifique avec une aptitude accrue pour ce type d'hôte. Ces changements pourraient entraîner la formation de biotypes du virus qui ont une infectivité plus élevée pour les cellules des glandes salivaires et qui sont injectés en plus grand nombre dans la salive de l'insecte infecté.
Les chercheurs rapportent également que l'ARN viral est resté détectable jusqu'à 10 jours après le repas de sang, mais que les particules virales infectieuses n'ont pas été récupérées avec trois passages en série sur une culture cellulaire appropriée.
Ils concluent: «Les espèces d'insectes vecteurs connues pour transmettre des agents pathogènes animaux et humains utilisées dans cette étude sont réfractaires à l'infection par le SRAS-CoV-2 dans des conditions expérimentales et, par conséquent, ne jouent probablement pas de rôle dans la transmission du SRAS-CoV-2. »
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas examinés par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.