Tropismo ocular da SARS

Aug 03, 2023

Nature Communications volume 13, número do artigo: 7675 (2022) Citar este artigo

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Embora manifestações oculares sejam relatadas em pacientes com COVID-19, falta consenso sobre o tropismo ocular do SARS-CoV-2. Aqui, infectamos camundongos transgênicos K18-hACE2 com SARS-CoV-2 usando várias rotas. Observamos manifestação ocular e inflamação da retina com produção de citocinas pró-inflamatórias nos olhos de camundongos infectados por via intranasal (IN). A infecção intratraqueal (IT) resulta na disseminação do vírus dos pulmões para o cérebro e olhos através dos nervos trigêmeo e óptico. As invasões oculares e neuronais são confirmadas por infecção intracerebral (IC). Notavelmente, o vírus colírio (DE) não causa infecção pulmonar e torna-se indetectável com o tempo. A distribuição ocular e neurotrópica do vírus in vivo é evidente em imagens de fluorescência com um clone infeccioso do SARS-CoV-2-mCherry. As características oculares tróficas e neuroinvasivas do SARS-CoV-2 são confirmadas em hamsters sírios de tipo selvagem. Nossos dados podem melhorar a compreensão sobre a transmissão viral e as características clínicas do SARS-CoV-2 e ajudar a melhorar os procedimentos de controle da COVID-19.

Vários vírus respiratórios, como os adenovírus da espécie D e os vírus influenza do subtipo H7, apresentam tropismo ocular e causam doenças oculares em humanos1. Embora manifestações e anormalidades oculares tenham sido comumente relatadas em pacientes com COVID-192,3, o tropismo ocular e as patologias do SARS-CoV-2 permanecem obscuros. O RNA viral não foi detectado usando análise quantitativa de transcrição reversa por PCR (RT-qPCR) dos esfregaços conjuntivais de três pacientes com COVID-19 e conjuntivite bilateral4 e em 16 amostras de humor aquoso e vítreo de casos post-mortem5. Em contraste, um estudo transversal na Itália relatou a presença de RNA viral em esfregaços conjuntivais de 52 de 91 pacientes com COVID-19, com uma alta taxa de detecção em pacientes com doença grave6. Outros estudos transversais na China7 e no Brasil8 e exames post-mortem9,10 também relataram detecção de RNA viral em swabs conjuntivais ou no humor aquoso de pacientes com ou sem manifestações oculares.

Como a superfície ocular representa uma superfície mucosa adicional exposta a aerossóis infecciosos, os olhos são considerados uma via potencial de transmissão do SARS-CoV-2. Na verdade, o receptor SARS-CoV-2 é expresso na superfície ocular humana11,12. Deng et al. mostraram que o SARS-CoV-2 potencialmente entrou através da conjuntiva em macacos rhesus após a inoculação conjuntival13. Além disso, o SARS-CoV-2 pode infectar células epiteliais oculares derivadas de células-tronco embrionárias humanas14 e células epiteliais conjuntivais humanas15. Assim, é necessário investigar se os olhos podem atuar como locais primários ou secundários de entrada do vírus para orientar estratégias preventivas ou terapêuticas contra a transmissão do SARS-CoV-2.

Neste trabalho, avaliamos o tropismo ocular e a possível transmissão ocular do SARS-CoV-2 utilizando camundongos transgênicos K18-hACE2 e hamsters sírios selvagens. Utilizando várias rotas de inoculação, demonstramos o tropismo ocular do SARS-CoV-2 por meio da invasão neuronal dos nervos trigêmeo (TN) e óptico (ON) no modelo de camundongo. Usando clones infecciosos do SARS-CoV-2-mCherry e um sistema de imagem por fluorescência, examinamos a distribuição ocular e neurotrópica do vírus in vivo. Além disso, fornecemos evidências das características oculares tróficas e neuroinvasivas do SARS-CoV-2 em hamsters do tipo selvagem.

Um estudo anterior relatou que a infecção ocular pelo vírus Zika (ZIKV) levou ao desenvolvimento de conjuntivite e panuveíte e causou inflamação nos tecidos uveais de um modelo de camundongo16. Para investigar se a patogênese da doença ocular é causada em resposta à infecção por SARS-CoV-2 em camundongos K18-hACE2, infectamos camundongos por via intranasal (IN) com 104 unidades formadoras de placas (PFU) do vírus ou o mesmo volume de solução salina tamponada com fosfato (PBS) (grupo simulado). Consistente com achados anteriores17, observamos perda de peso de 20% aos 7 dias pós-infecção (dpi; Fig. 1a) e mortalidade aos 8 dpi (Fig. 1b). Notavelmente, aos 6 dpi, lacrimejamento e secreção ocular ocorreram em 25% dos camundongos infectados (Fig. 1c). Avaliamos então a presença de SARS-CoV-2 nos olhos de camundongos após infecção IN. Aos 6 dpi, a carga viral nos pulmões e olhos, incluindo apêndices, foi avaliada por ensaio de placa. O título viral infeccioso obtido nos olhos foi tão alto quanto o do pulmão (~ 106 PFU / g; Fig. 1d). Considerando a detecção de RNAs virais em lágrimas de pacientes com SARS-CoV18 e SARS-CoV-219, avaliamos as cópias de RNA viral na glândula lacrimal a 6 dpi por RT-qPCR visando o gene do nucleocapsídeo viral (Fig. 1e). Curiosamente, a carga viral da glândula lacrimal foi significativamente menor que a dos olhos e foi semelhante à do baço (~104 cópias de RNA viral por micrograma de RNA total), um dos tecidos que é insignificantemente suscetível à infecção20. Estas descobertas também foram confirmadas em camundongos fêmeas K18-hACE2, indicando que o vírus não possuía especificidade de sexo ou gênero (Figura 1 suplementar). Em seguida, examinamos as seções da retina de camundongos infectados com IN a 6 dpi para detectar a proteína viral spike (S) usando coloração de imunofluorescência. A proteína ACE2 foi observada na retina (Figura 2 suplementar). A proteína S foi observada principalmente na camada de células ganglionares da retina, que consiste em células ganglionares da retina, cujos axônios formam o nervo óptico, o quiasma e o trato (Fig. 1f). Observamos também a co-localização da proteína S e da γ-sinucleína, um marcador de células ganglionares da retina, na camada de células ganglionares, indicando que as células infectadas eram possivelmente células ganglionares da retina (Figura 3 suplementar). Estes resultados demonstraram a presença de SARS-CoV-2 infeccioso nos olhos, sugerindo que os olhos foram alvo da infecção por SARS-CoV-2, possivelmente através de invasão neuronal.