jeen mars 2024, l’USDA a confirmé que des bovins laitiers du Texas et du Kansas avaient été infectés par une souche hautement pathogène de grippe aviaire H5N1. Les scientifiques surveillent les infections par le virus H5N1 chez les populations d’oiseaux sauvages et de volailles domestiques depuis que la souche est apparue en Amérique du Nord en 2021, mais ils pensaient que les bovins étaient résistants aux virus grippaux A (IAV).
« (L’infection de la vache) a été une surprise totale », a déclaré Lars Erik Larsenvirologue vétérinaire à l’Université de Copenhague.
Dans une prépublication publiée sur bioRxivqui n’a pas fait l’objet d’un examen par les pairs, Larsen et son équipe ont mesuré la répartition des Récepteurs IAV dans différents tissus de vaches à la recherche d’une explication mécaniste de la façon dont les vaches ont contracté la grippe aviaire.1 Bien que leurs résultats préliminaires aient aidé à expliquer les symptômes rapportés chez les vaches infectées, ils ont également suscité une nouvelle hypothèse selon laquelle les vaches seraient des récipients potentiels de mélange d’IAV pour la génération de nouveaux virus de la grippe qui pourraient acquérir une transmission interhumaine.
Les oiseaux sauvages sont les réservoirs naturels de l’IAV, mais retombées chez les mammifères chez les porcs, les chevaux et les humains.2 Par exemple, les sous-types IAV H1N1 et H3N2 sont originaires d’oiseaux sauvages, mais ont évolué pour circuler régulièrement chez les humains sur une base saisonnière. Cependant, la nouvelle de la propagation du virus entre les vaches est sortie du champ gauche : les vaches subissent des épidémies de virus grippaux D, mais Infections par le VIA sont moins courants, les scientifiques ne les considèrent donc pas comme des hôtes sensibles au H5N1.3
Larsen a déclaré que l’une des découvertes les plus surprenantes provenant des rapports américains est que d’énormes quantités de virus se trouvent dans le lait, mais que très peu se nichent dans les voies respiratoires. « Il semble que ce virus chez les bovins se comporte complètement différemment que chez les autres espèces », a déclaré Larsen. Ces résultats suggèrent que le virus pourrait pénétrer et se répliquer à l’intérieur des cellules situées dans la mamelle, mais personne n’avait étudié l’expression du récepteur IAV dans ces tissus.
Pour transférer leurs génomes viraux, les IAV se lient aux récepteurs de l’acide sialique (SA) des cellules épithéliales. L’une des principales raisons pour lesquelles la transmission du VIA des oiseaux aux humains est faible est que les virus aviaires préférer pour pénétrer dans les cellules via les types de récepteurs SA-α2,3, qui sont fortement exprimés chez les oiseaux mais moins courants chez les humains.4 Afin de franchir ces barrières de l’hôte et d’infecter les humains, les virus aviaires doivent évoluer pour se lier aux récepteurs SA-α2,6, le type dominant chez l’homme.
Larsen, dont les recherches portent principalement sur les virus de la grippe aviaire et porcine, a déjà mesuré l’expression de ces récepteurs dans le muqueuse nasale de porc en utilisant deux lectines végétales différentes qui se lient soit au récepteur humain α2,6, soit au récepteur aviaire α2,3.5 Avec les outils permettant d’effectuer ces mesures déjà en main, Larsen et son équipe ont analysé l’expression de ces récepteurs dans les tissus du cerveau, des voies respiratoires et des glandes mammaires des vaches, archivés dans les congélateurs du département de pathologie de l’école vétérinaire de son université.
Larsen et son équipe ont observé une expression élevée du récepteur aviaire α2,3 dans les glandes mammaires bovines, expliquant pourquoi ce virus semble se répliquer facilement dans ce tissu. « Cela peut expliquer pourquoi nous trouvons autant de virus dans le lait », a déclaré Larsen. Ils ont également trouvé une certaine expression du récepteur aviaire dans les voies respiratoires, mais très peu de preuves de la présence du récepteur dans le cerveau, ce qui correspond aux symptômes respiratoires ou neurologiques minimes observés chez les vaches infectées.
Lorsqu’ils ont analysé les données sur le récepteur humain, l’équipe a été surprise de constater également une expression élevée dans les glandes mammaires, une découverte qui a fait penser aux porcs.
Les porcs constituent une plate-forme parfaite pour les IAV cherchant à acquérir de nouveaux hôtes. Ils coexpriment les récepteurs aviaires et humains dans leurs voies respiratoires. Cela signifie que les porcs infectés par la grippe humaine et aviaire fournissent à ces virus un espace pour se mélanger et échanger des segments du génome afin de générer un nouvel IAV que le système immunitaire humain n’a jamais vu auparavant. Cela s’est produit en 2009 lorsque des souches de grippe d’origine aviaire, porcine et humaine ont infecté un porc, ont subi un réassortiment génétique et ont créé une nouvelle souche H1N1 qui a déclenché la dernière pandémie de grippe porcine.6
Bien que les preuves préliminaires du groupe de Larsen fournissent une explication mécaniste de la raison pour laquelle le H5N1 apparaît dans le lait des vaches laitières, ce qui inquiète certains scientifiques est qu’elles suggèrent également que les vaches pourraient être un récipient potentiel de mélange pour l’IAV aviaire et humain. « C’est juste en théorie », a déclaré Larsen. « Je ne pense pas que le risque soit très élevé. »
Brian Wasik, un virologue de l’Université Cornell qui n’a pas participé à l’étude, a déclaré qu’il se félicitait de l’analyse préliminaire de la distribution des récepteurs IAV dans le tissu mammaire bovin, qui, selon lui, était limitée dans la littérature. « Une diffusion rapide d’informations à ce sujet est toujours formidable et ouverte pour que la communauté puisse commencer à élaborer des hypothèses sur la façon dont nous comprenons comment la grippe se déplace dans ce tissu particulier », a déclaré Wasik.
En ce qui concerne l’hypothèse du « récipient de mélange », Wasik a déclaré : « (Ce sont) de bonnes hypothèses qui méritent d’être discutées et qui valent la peine de définir le cadre des recherches futures. Ce qui me préoccupe, et ce que j’ai exprimé publiquement, c’est la crainte que d’autres personnes surinterprètent ces résultats étroits et dépassent clairement le cadre des hypothèses pour aller vers quelque chose de plus vaste.
Contrairement à un récepteur protéique, qui est transformé à partir d’une séquence nucléotidique via la transcription et la traduction, le SA est un glucide synthétisé par des processus enzymatiques. « Il y a beaucoup d’hétérogénéité et de cinétique dans ce processus, et on obtient de nombreuses variations chimiques différentes de ces récepteurs », a déclaré Wasik.
Ces processus enzymatiques conduisent à différents sous-types du récepteur SA-α2,6 : le N-Acide glycolylneuraminique (Neu5Gc) et N-Formation d’acide acétylneuraminique (Neu5Ac). Neu5Gc est répandu chez différents mammifères, mais le gène qui code pour l’enzyme qui convertit Neu5Ac en Neuro5Gc est absent chez l’homme.7 Wasik a noté que la lectine de Sambucus nigra, la molécule utilisée dans cette étude pour détecter la présence de SA-α2,6, a un large profil de liaison et ne peut donc pas faire la distinction entre ces deux sous-types. Par conséquent, les bovins peuvent ne pas exprimer la forme Neu5Ac de SA-α2,6 que les souches de grippe humaine utilisent pour pénétrer dans les cellules.
« La méthodologie nécessite une vérification beaucoup plus rigoureuse », a déclaré Wasik, qui a indiqué qu’il aimerait approfondir la chimie des récepteurs bovins pour mieux comprendre à quoi ils ressemblent et comment la grippe s’y lie. « Je suis sûr que ces études proviennent de ce groupe et d’un certain nombre d’autres, mais à l’heure actuelle, nous n’avons pas de compréhension définitive de ce qui est présent dans ce tissu », a-t-il déclaré.
Les scientifiques doivent encore déterminer si les glandes mammaires des vaches sont sensibles à l’IAV humaine. Il y a plus de 70 ans, les chercheurs pis de vache injecté avec le virus de la grippe humaine et la réplication virale observée, ce qui suggère que cela est possible.8 Cependant, il s’agissait d’injections directes et on ne sait toujours pas si ni comment la transmission humaine aux glandes mammaires se produirait. Les scientifiques ne connaissent toujours pas le mode de transmission du virus aviaire aux vaches.
« Il y a tellement de questions sans réponse concernant cette infection bovine », a déclaré Larsen.
En plus d’augmenter la taille de l’échantillon, Larsen aimerait examiner de plus près la distribution des récepteurs dans les voies respiratoires. « Ce que nous craignons, c’est que ce virus commence à se propager parmi les vaches par gouttelettes, car le risque d’exposition humaine augmenterait alors », a déclaré Larsen.
« Étant donné que ce ne sont que des hypothèses et que nous ne savons pas ce que ce virus va faire ensuite, ma suggestion est de l’éradiquer le plus rapidement possible », a déclaré Wasik. « Alors que nous sommes préoccupés par le risque humain et maintenant par ce nouveau risque pour le bétail, nous assistons à l’une des plus grandes mortalités écologiques d’espèces aviaires et de mammifères marins, ainsi qu’à un certain nombre d’autres retombées. »
Les références
- Kristensen C, et coll. Les récepteurs du virus de la grippe A aviaire et humaine, l’acide sialique (SA)-α2,3 et SA-α2,6, sont largement exprimés dans la glande mammaire bovine.. bioRxiv. 2024;2024.05.03.592326.
- Abdelwhab EM, Mettenleiter TC. Virus de la grippe animale zoonotique et hôtes potentiels des récipients de mélange. Virus. 2023;15(4):980.
- Sreenivasan CC, et coll. Grippe A chez les espèces bovines : une revue de la littérature narrative. Virus. 2019;11(6):561.
- Zhao C, Pu J. Influence de la structure des récepteurs de l’acide sialique de l’hôte sur la spécificité de l’hôte des virus grippaux. Virus. 2022;14(10):2141.
- Kristensen C, et coll. Le récepteur SA-α2,3-Gal du virus de la grippe aviaire A est exprimé dans la muqueuse nasale porcine qui sert de récipient de mélange pour les nouveaux virus de la grippe.. Résolution de virus. 2024;340 :199304.
- Trifonov V, et al. Dépendance géographique, surveillance et origines du virus de la grippe A (H1N1) de 2009. N Engl J Med. 2009;361(2):115-119.
- Chou HH, et al. Une mutation de la CMP-acide sialique hydroxylase humaine s’est produite après la divergence Homo-Pan. Proc Natl Acad Sci États-Unis. 1998;95(20):11751-11756.
- Mitchell CA, et al. Autres expériences relatives à la propagation du virus dans la glande mammaire bovine. Can J Comp Med Vet Sci. 1953;17(5):218-222.
