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Collecte de méthodes dans la détection, le diagnostic et la recherche du lyssavirus

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DOI :

10.3791/64453

12 juillet 2022

Dans cet article

Résumé

ARTICLES DISCUTÉS :

Berentsen, A. R. et al. Analyse des analogues de l’acide iophénoxique dans des sérums de petites mangoustes indiennes (Herpestes auropunctatus) pour utilisation comme marqueur biologique de vaccination orale contre la rage. Journal des expériences visualisées. (147), E59373 (2019).

Hsu, W. C. et al. Procédure opératoire standard pour la surveillance du lyssavirus de la population de chauves-souris à Taïwan. Journal des expériences visualisées. (150), E59421 (2019).

Jallet, C., Tordo, N. Test ELISA in vitro pour évaluer l’efficacité du vaccin antirabique. Journal des expériences visualisées. (159), e59641 (2020).

Jarvis, J. A., Brown, K. T., Appler, K. A., Fitzgerald, D. P., Davis, A. D. Techniques de nécropsie de la rage chez les grands et les petits animaux. Journal des expériences visualisées. (149), e59574 (2019).

Marston, D. A. et al. RT-PCR en temps réel du pan-lyssavirus pour le diagnostic de la rage. Journal des expériences visualisées. (149), E59709 (2019).

Mauti, S. et al. Test de diagnostic immunochromatographique rapide de la rage post-mortem sur le terrain pour les contextes à ressources limitées avec d’autres applications moléculaires. Journal des expériences visualisées. (160), E60008 (2020).

Patrick, E. M. et al. Surveillance renforcée de la rage à l’aide d’un test immunohistochimique rapide direct. Journal des expériences visualisées. (146), E59416 (2019).

Wang, Y. et al. Évaluation d’une réaction en chaîne universelle de polymérase à transcription inverse imbriquée pour la détection des lyssavirus. Journal des expériences visualisées. (147), E59428 (2019).

Zaeck, L., Potratz, M., Freuling, C. M., Müller, T., Finke, S. Imagerie 3D haute résolution de l’infection par le virus de la rage dans le tissu cérébral éliminé par solvant. Journal des expériences visualisées. (146), E59402 (2019).

Éditorial

La rage est une encéphalite virale aiguë et progressive. L’agent étiologique en forme de balle appartient au genre Lyssavirus, dont au moins 17 causent la rage dans le monde (sauf en Antarctique). Le virus de la rage est le membre le plus important de ces divers virus à ARN. Tous les mammifères sont sensibles, les chauves-souris et les mésocarnivores étant des réservoirs importants. La transmission se produit principalement après une morsure. En tant qu’agents neurotropes par excellence, les virions progressent centripètement après dépôt via les axones de la périphérie vers le système nerveux central (SNC) pour se répliquer, puis vers les glandes salivaires, et sont excrétés dans la salive. À l’échelle mondiale, les chiens sont responsables du plus grand nombre de décès humains dus à la rage, causant des dizaines de milliers de décès chaque année. Compte tenu des dimensions zoonotiques, les méthodes de laboratoire sont essentielles à la recherche appliquée et à la notification, à la prévention et au contrôle des maladies chez les humains, les animaux domestiques et la faune. L’objectif de cette collection de neuf articles interdépendants est de présenter des méthodes permettant l’introspection de l’apparition de la rage, la détection, la pathobiologie, l’épidémiologie, la gestion et l’amélioration des produits biologiques.

Comment la rage est-elle évaluée ? La rage doit être une maladie à déclaration obligatoire, avec une collecte, une analyse et une interprétation épidémiologique appropriées des données. Aujourd’hui, la plupart des cas sont signalés dans le cadre d’une surveillance passive, basée sur des animaux qui exposent les humains. Bien qu’il puisse sembler assez simple d’envisager la capture, la contention, la sédation et l’euthanasie en toute sécurité d’un suspect clinique (c’est-à-dire un chien mordeur pour le diagnostic de la rage), ce n’est pas aussi facile pour certains animaux sauvages. Par exemple, Taïwan était une zone considérée comme « exempte » de rage, basée à l'origine sur une surveillance extensive des animaux domestiques. Cependant, reconnaissant l’importance d’autres réservoirs animaux, les enquêteurs de l’île se sont tournés vers la faune. Comme le décrivent Hsu et al., la collecte ciblée de chauves-souris moribondes et mortes offre l’occasion de détecter des espèces uniques de lyssavirus à Taïwan1. De tels efforts ont élargi l’étendue taxonomique de ce genre viral et ont fourni un schéma raisonnable pour d’autres évaluations en Asie.

Quels tissus sont nécessaires pour le diagnostic du lyssavirus ? En plus de l’élaboration de méthodes de surveillance pertinentes et de l’identification correcte des espèces, une sélection sûre et appropriée des tissus est primordiale pour un diagnostic sensible et spécifique de la rage. Depuis le 19ème siècle, le système nerveux central (SNC) était apprécié comme tissu primaire. Les animaux ont été euthanasiés, leurs carcasses ont été envoyées au laboratoire, les crânes ont été ouverts, les cerveaux ont été retirés et des parties ont été examinées au microscope à la recherche d’inclusions virales. Cependant, l’expédition d’animaux entiers n’est pas pratique, en particulier avec les mammifères de grande taille tels que le bétail. De plus, toutes les zones du cerveau ne sont pas aussi utiles pour le diagnostic. Jarvis et al. décrivent des méthodes de nécropsie sûres et pratiques pour les petits et les grands mammifères qui minimisent le risque d’exposition et réduisent les temps de traitement2. L’application de ces recommandations en matière de biosécurité et la concentration sur le tronc cérébral et le cervelet amélioreront les pratiques modernes de surveillance de la rage animale en laboratoire.

Quelles sont les options utilisées pour la détection des antigènes viraux ? Pour le diagnostic de routine du lyssavirus, un test d’anticorps à fluorescence directe (DFA) pour l’observation des inclusions virales dans le tissu du SNC est utilisé depuis le milieu du 20e siècle. Bien que très sensible et spécifique, le test DFA nécessite un microscope fluorescent et utilise de l’acétone comme fixateur tissulaire. Patrick et al. rapportent l’utilisation d’un test immunohistochimique rapide direct (drit) qui repose sur la collecte du tronc cérébral, la fixation au formol d’empreintes tissulaires, l’utilisation d’anticorps monoclonaux ou polyclonaux conjugués à la biotine et la détection d’inclusions virales par microscopie optique, en moins de 1 heure3. Le drit a une sensibilité et une spécificité similaires à celles du test DFA et convient à la surveillance décentralisée et renforcée en laboratoire dans des conditions de terrain. Pour les contextes à ressources limitées, un test à flux linéaire (LFA) est une autre méthode de diagnostic rapide qui nécessite une expertise technique minimale, comme l’ont rapporté Mauti et al. Les bandelettes de test positives provenant du terrain peuvent être envoyées à un laboratoire central pour confirmation4.

Outre la détection d’antigènes, d’autres méthodes conviennent-elles au diagnostic du lyssavirus ? Les tests DFA, drit et LFA sont utiles pour la détection des antigènes viraux dans les tissus post-mortem du SNC. Cependant, les tissus cérébraux peuvent être décomposés. De plus, dans les cas humains suspects, les tests ante-mortem sont plus souhaitables et peuvent inclure d’autres échantillons cliniques tels que le LCR. En tant que tels, les tests moléculaires sont très utiles pour détecter de petites quantités d’acides nucléiques viraux. Marston et al. et Wang et al. décrivent respectivement une technique de réaction en chaîne par polymérase en temps réel et imbriquée, qui est rapide, sensible et spécifique 5,6. Une telle attention aux détails pour minimiser la contamination de l’échantillon et une bonne conception de l’amorce permettent un diagnostic primaire sur tout le spectre des lyssavirus divergents.

Une fois diagnostiquée, la microscopie conventionnelle est-elle adéquate pour les connaissances modernes sur la pathobiologie du lyssavirus ? L’utilisation de méthodes microscopiques bidimensionnelles seules peut entraîner l’absence d’éléments critiques in vivo dans le contexte et la complexité. Cependant, à l’aide d’objectifs à longue distance de travail libre, les tissus infectés par le virus peuvent être imagés par la microscopie confocale conventionnelle à balayage laser à haute résolution, comme détaillé par Zaeck et al., pour visualiser la distribution des agents pathogènes et mieux apprécier les détails fins de la pathogenèse virale, de la propagation, du tropisme et de la neuroinvasion7.

Existe-t-il d’autres solutions pour mesurer l’efficacité du vaccin contre la rage ? Les méthodes actuelles de mesure de l’efficacité du vaccin antirabique nécessitent un grand nombre de rongeurs de laboratoire. Cependant, les coûts, les intervalles de confiance et les problèmes de bien-être nécessitent une alternative. La glycoprotéine du virus de la rage provoque des anticorps neutralisants après la vaccination. Comme l’ont communiqué Jallet et Tordo, un test ELISA in vitro peut être utilisé à la place des animaux pour mesurer le contenu relatif des vaccins contre le virus de la rage, en utilisant des anticorps monoclonaux hautement spécifiques8.

Peut-on faire des inférences sur la consommation d’appâts vaccinaux oraux par la faune à l’aide de biomarqueurs ? Outre la vaccination parentérale des humains et des animaux domestiques, la vaccination orale des mésocarnivores sauvages est opérationnelle depuis les années 1970. Outre la mesure de l’immunogénicité du vaccin ou de l’efficacité résultante chez les populations de renards, de ratons laveurs, de mouffettes, etc. par la détection des cas, les biomarqueurs peuvent être utilisés pour déduire le contact et la consommation d’appâts chargés de vaccins. Historiquement, la détection de la tétracycline incorporée dans les appâts se faisait dans les os ou les dents des animaux. Une alternative à la collecte de ces tissus durs est la mesure sérologique d’un biomarqueur différent, tel que l’acide iophénoxique. Berentsen et al. rapportent les analyses de ces dérivés dans le sérum des mangoustes, un réservoir naturel important en Asie, qui a été introduit dans la région des Caraïbes9. Après avoir consommé des appâts contenant ce biomarqueur par des mangoustes en captivité, ils ont extrait les acides iophénoxiques dans l’acétonitrile et analysé les sérums animaux par chromatographie liquide et spectrométrie de masse. Un marquage adéquat a été détecté pendant plusieurs semaines après la consommation d’appâts et ces dérivés pourraient convenir à l’évaluation sur le terrain de l’absorption d’appâts chargés de vaccins chez les animaux en liberté.

En partie en raison de la pandémie de COVID-19 en cours, on s’attend à ce que les méthodes virologiques soient améliorées en matière de surveillance accrue du lyssavirus, de découverte d’agents pathogènes, de diagnostic de confirmation et de caractérisation des variants. La lecture de différentes techniques dans la littérature évaluée par des pairs est généralement la première étape pour une personne intéressée. Cependant, l’observation directe d’une séquence d’étapes et l’écoute du contexte par un opérateur expérimenté éliminent les nuances et les erreurs d’interprétation. Les protocoles actuels et futurs de laboratoire et de terrain relatifs à la rage, tels que recommandés par l’OIE et l’OMS, pourraient bénéficier de collectes de méthodes visuelles supplémentaires pour aider les nouveaux chercheurs, en particulier dans les pays en développement.

Déclarations de divulgation

L’auteur n’a rien à divulguer.

Remerciements

Nous remercions tous les auteurs pour leurs contributions à cette collection et nos collègues pour les progrès continus dans ce domaine.

Références

  1. Hsu, W. C., et al. Standard operating procedure for lyssavirus surveillance of the bat population in Taiwan. Journal of Visualized Experiments. (150), e59421(2019).
  2. Jarvis, J. A., Brown, K. T., Appler, K. A., Fitzgerald, D. P., Davis, A. D. Rabies necropsy techniques in large and small animals. Journal of Visualized Experiments. (149), e59574(2019).
  3. Patrick, E. M., et al. Enhanced rabies surveillance using a direct rapid immunohistochemical test. Journal of Visualized Experiments. (146), e59416(2019).
  4. Mauti, S., et al. Field postmortem rabies rapid immunochromatographic diagnostic test for resource-limited settings with further molecular applications. Journal of Visualized Experiments. (160), e60008(2020).
  5. Marston, D. A., et al. Pan-lyssavirus real time RT-PCR for rabies diagnosis. Journal of Visualized Experiments. (149), e59709(2019).
  6. Wang, Y., et al. Evaluation of a universal nested reverse transcription polymerase chain reaction for the detection of lyssaviruses. Journal of Visualized Experiments. (147), e59428(2019).
  7. Zaeck, L., Potratz, M., Freuling, C. M., Müller, T., Finke, S. High-resolution 3D imaging of rabies virus infection in solvent-cleared brain tissue. Journal of Visualized Experiments. (146), e59402(2019).
  8. Jallet, C., Tordo, N. In vitro ELISA test to evaluate rabies vaccine potency. Journal of Visualized Experiments. (159), e59641(2020).
  9. Berentsen, A. R., et al. Analysis of iophenoxic acid analogues in small Indian mongoose (Herpestes auropunctatus) sera for use as an oral rabies vaccination biological marker. Journal of Visualized Experiments. (147), e59373(2019).

Réimpressions et autorisations

Mots-clés

Rabies DiagnosisOral Rabies VaccinationELISA TestRabies Vaccine PotencyNecropsy TechniquesReal time RT PCRImmunochromatographic TestRabies SurveillanceMolecular ApplicationsNested Reverse Transcription PCR3D ImagingRabies Virus Infection