Résilience - COVID-19 - Résilience - Coronavirus disease 2019

Les organoides du colon humain comme outils d'étude des infections par les variants Sars-CoV-2 – Organovir

Les organoides intestinaux humains comme modèles pour étudier l'infection par les variants SARS-CoV-2

Les variants du SARS-CoV-2 suscitent certaines inquiétudes en raison de leur taux de transmissibilité élevé. L'émergence rapide de ces variants souligne le besoin de développer des modèles expérimentaux pertinents pour étudier les aspects critiques de l'infection et de la réplication de ces variants, mais aussi pour cribler des candidats thérapeutiques. À cet égard, les organoïdes intestinaux humains représentent un modèle intéressant pour étudier l'infection par SARS-CoV-2.

Entrée et réplication des variants SARS-CoV-2 dans les cellules épithéliales par rapport à la souche d'origine en prenant comme modèle des organoïdes coliques humains

Notre projet vise à étudier la capacité des variants du SARS-CoV-2, notamment ceux d'Afrique du Sud, du Royaume-Uni et du Brésil, à infecter des monocouches de cellules épitheliales dérivées d'organoïdes du colon, un modèle de choix pour étudier les interactions hôte-pathogène d'une manière standardisée et reproductible. Notre projet vise également à étudier la réponse de l'épithélium colique à ces variants et l'impact de cette réponse sur le processus infectieux. Enfin, notre projet effectuera un premier criblage de molécules candidates connues pour interférer avec l'infection du SARS-CoV-2.

Les organoïdes coliques sains sont ensemencés et différenciés dans des plaques de culture avec inserts ou chambres d'imagerie pour générer des monocouches cellulaires dérivées d'organoïdes coliques humains imitant fidèlement les cellules épithéliales coliques matures et diversifiées. L'infection par la souche parentale et quatre variants SARS-CoV-2 est réalisée avec ou sans traitement préalable par des drogues ou des interférons. Les surnageants de culture sont recueillis pour déterminer les niveaux de production de virus infectieux et la sécrétion de cytokines par l'épithélium. Les colonoïdes sont traités soit pour la PCR quantitative afin d'analyser l'ARN viral et la production d'interférons par l'épithélium, soit pour la microscopie confocale spectrale afin de quantifier l'entrée du virus, sa réplication et caractériser les cellules infectées et leur état physiologique.

Nous déterminerons les différences en terme d'entrée, de réplication et de production de particules virales infectieuses entre souche d'origine et variants SARS-CoV-2. Nous analyserons également les changements de mécanismes de défense immunitaire initiés par l'épithélium colique face aux différents variants et l'impact de cette réponse sur le processus infectieux. Enfin, nous déterminerons l'influence des interférons et des inhibiteurs d'entrée du SARS-CoV-2 sur la capacité des variants à infecter les monocouches cellulaires dérivées d'organoïdes coliques humains.

Ce projet fournira un modèle permettant d'évaluer la capacité des variants du SARS-CoV-2 à pénétrer et à se répliquer dans les cellules épithéliales coliques ainsi que la capacité de ces dernières à se défendre . Il fournira également une preuve de concept de l'utilité des organoïdes coliques humains pour effectuer le criblage de drogues et identifier ou confirmer les candidats thérapeutiques qui interfèrent avec l'infection par le SARS-CoV-2. Par conséquent, notre projet permettra non seulement d'approfondir les connaissances sur l'infection par les variants du SARS-CoV-2 et sur la réponse immunitaire de l'épithélium intestinal, mais aussi de participer à la recherche de médicaments efficaces contre ces infections.
Il est important de noter que notre modèle expérimental permettra également à l'avenir d'évaluer rapidement les mécanismes d'invasion d'autres agents pathogènes, les mécanismes de défense de l'épithélium colique contre ces pathogènes ainsi que d'identifier les candidats thérapeutiques potentiels pour d'autres types d'infections entériques, ce qui est crucial dans le cas d'agents pathogènes à propagation rapide, tels que le SRAS-CoV-2.

Aucune pour le moment

Le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SARS-CoV-2) provoque la maladie à coronavirus 19 (COVID-19) avec des symptômes allant d'une maladie respiratoire légère à des lésions pulmonaires graves, une défaillance multi organes et finalement la mort. Bien que le SARS-CoV-2 infecte principalement les poumons, des symptômes gastro-intestinaux sont fréquemment observés et sont associés à une aggravation de la COVID-19, ce qui souligne l’intérêt d'étudier également l'infection de la muqueuse intestinale. Les nouveaux variants du Sars-CoV-2 récemment identifiés suscitent une grande inquiétude de par le monde en raison de leur taux de transmissibilité élevé. Ils présentent tous des mutations de la protéine Spike qui se lie aux cellules hôtes et permet l’entrée du virus. L'émergence rapide de ces variants illustre le besoin urgent de développer des modèles expérimentaux pertinents et standardisés pour étudier les aspects critiques de l'infection et de la réplication de ces variants, mais aussi pour cribler des molécules candidates pour l’inhibition de l'entrée et/ou de la réplication du SARS-CoV-2. Notre projet vise à étudier la capacité des variants du SARS-CoV-2, notamment ceux d'Afrique du Sud, du Royaume-Uni et du Brésil, à infecter des monocouches de cellules épitheliales dérivées d'organoïdes du colon, un modèle de choix pour étudier l'interaction hôte-pathogène d'une manière standardisée et reproductible. Notre projet vise également à étudier la réponse interféron de l'épithélium du colon à ces variants et l'impact de cette réponse sur le processus d'infection. Enfin, notre projet sera utile pour effectuer un premier criblage de molécules candidates connues pour interférer avec l'infection du SARS-CoV-2. En conclusion, notre projet permettra de comprendre comment les mutations du SARS-CoV-2 affectent l'entrée, la réplication et les mécanismes de défense de l'épithélium intestinal ainsi que la résistance virale aux molécules candidates ou aux interférons. En outre, notre modèle expérimental permettra d'étudier aussi rapidement d'autres candidats thérapeutiques potentiels pour d'autres types d'infections entériques, ce qui est crucial en cas de propagation rapide d'agents pathogènes, comme le SARS-CoV-2.

Coordination du projet

Hugues Lelouard (Centre National de la Recherche Scientifique-Centre d'Immunologie de Marseille-Luminy)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CNRS-CIML Centre National de la Recherche Scientifique-Centre d'Immunologie de Marseille-Luminy
CRCM Centre de recherche en cancérologie de Marseille
MEPHI Microbes Evolution Phylogénie et Infections

Aide de l'ANR 79 520 euros
Début et durée du projet scientifique : avril 2021 - 12 Mois

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