Mieux comprendre le virus Zika grâce au poisson-zèbre
La doctorante à l'INRS Aïcha Sow repère au moyen de ce modèle une cible virale prometteuse pour le développement de thérapies
image: La doctorante en virologie et immunologie, Aïcha Sow, aux côtés des professeurs à l'INRS Laurent Chatel-Chaix et Kessen Patten, a réussi à développer un modèle permettant d’étudier l’infection du virus Zika à des stades précoces du développement, à l’échelle de l’animal, des tissus, des cellules et des molécules. view more
Credit: INRS
Mieux comprendre le virus Zika grâce au poisson-zèbre
La doctorante Aïcha Sow repère au moyen de ce modèle une cible virale prometteuse pour le développement de thérapies
L’infection par le virus Zika (VZIK) représente un problème de santé publique majeur, notamment en raison des graves malformations cérébrales qu’elle peut induire chez le fœtus si la femme enceinte en est infectée. Ces malformations peuvent entraîner une microcéphalie, une condition où le bébé naît avec une tête plus petite que la normale. Pour l’instant, il n’existe ni traitements ni vaccins contre ce virus, en grande partie parce que les mécanismes de développement de la maladie sont mal compris.
Jusqu’à présent, on utilisait les modèles de souris pour étudier les mécanismes sous-jacents à l’infection par le VZIK, mais cela présente des limitations importantes en termes de nombre d’animaux utilisés, de possibilités techniques, de coûts d’opération et de considérations éthiques.
À l’Institut national de la recherche scientifique (INRS), les professeurs Laurent Chatel-Chaix et Kessen Patten ont eu l’idée de mettre leurs expertises en commun pour étudier le virus en utilisant un modèle animal de rechange reposant sur le poisson-zèbre. L’un est virologue, l’autre est spécialiste des maladies neurodégénératives. Leurs travaux représentent une avancée dans l’approfondissement des connaissances des mécanismes d’infection du virus Zika.
Ces deux chercheurs, membres du Pasteur Network, aux côtés de la doctorante en virologie et immunologie, Aïcha Sow, ont réussi à développer un modèle permettant d’étudier l’infection du virus Zika à des stades précoces du développement, à l’échelle de l’animal, des tissus, des cellules et des molécules.
Ces recherches, qui constituent le sujet de la thèse de la jeune chercheuse, ont donné lieu à une publication dans PLOS Pathogens. L’étudiante prévoit d’ailleurs de débuter prochainement une formation postdoctorale à l’Institut Pasteur en France.
Un outil de recherche puissant
« Le poisson-zèbre est un modèle fascinant, car son développement anatomique est très similaire à celui de l’humain mais se fait en accéléré, c’est-à-dire qu’en seulement 48 heures on peut observer la plupart des organes, à la différence de plusieurs jours chez la souris et de plusieurs mois chez l’humain.
« De plus, les poissons-zèbres sont transparents et la fécondation se fait à l’extérieur du corps, ce qui permet une observation détaillée des organes et un suivi précis du développement », explique Aïcha Sow, doctorante à l’INRS.
L’équipe a ainsi découvert que le virus Zika provoquait chez les larves de poisson-zèbre des effets similaires à ceux observés chez les mammifères, comme une tête plus petite, des dommages aux cellules qui servent à former le cerveau, ou encore une augmentation de la taille des ventricules cérébraux. Elle a aussi constaté des défauts dans certains types de neurones et une perte des cellules souches qui les génèrent.
« C’est un outil formidable pour explorer des aspects de la maladie qu’on ne peut pas étudier chez la souris », confie le professeur Laurent Chatel-Chaix, responsable scientifique du laboratoire de niveau de confinement 3 (NC3)
Une protéine virale « clé »
Durant ses recherches, Aïcha Sow a montré que l’expression d’une protéine du virus Zika chez le poisson-zèbre reproduit tous les effets de l’infection. Il s’agit d’une découverte importante, car c’est la première fois qu’un tel rôle est observé pour ce facteur viral chez un vertébré.
« Le poisson-zèbre est un modèle très utile pour la recherche. Il permet de tester rapidement et simultanément de nombreux médicaments, ce qui est impossible chez l’humain », lance le professeur Kessen Patten, qui utilise le poisson-zèbre depuis plusieurs années comme modèle pour étudier les maladies humaines, y compris les maladies génétiques et neurologiques.
Grâce à la transparence et au développement rapide du poisson-zèbre, on peut observer en détail toute perturbation du processus de formation du cerveau.
Le modèle de poisson-zèbre permet aussi d’étudier les gènes impliqués dans la maladie et de comprendre les mécanismes à l’échelle cellulaire. Il offre un avantage majeur : on peut travailler avec des centaines d’embryons et de larves en même temps, pour des résultats bien plus fiables au niveau statistique.
L’équipe espère que ce modèle ouvrira de nouvelles pistes pour mieux comprendre les effets dévastateurs du virus Zika sur le cerveau et pour tester des traitements prometteurs.
À propos de l’étude
Ces travaux de recherche ont été rendus possibles grâce au soutien financier des Instituts de recherche en santé du Canada, du Centre d’excellence en recherche sur les maladies orphelines – Fondation Courtois (CERMO-FC), de la Fondation Brain Canada (avec le soutien de Santé Canada et de la Fondation Azrieli) et du Fonds de recherche du Québec. L’étudiante Aicha Sow a également bénéficié de bourses d’études de la Fondation Armand-Frappier et du Fonds de recherche du Québec.