Les chercheurs ont découvert des changements dans la réponse cellulaire tout au long des dommages pulmonaires causés par le SAR-COV-2 – le virus derrière Covid-19. L’équipe a révélé des phases distinctes où les vagues de réponses immunitaires cèdent la place à la fibrose pulmonaire – en marquant les poumons – dans le Covid-19 sévère.
Dans le cadre du UK Coronavirus Immunology Consortium (UK-CIC), des chercheurs du Wellcome Sanger Institute, Imperial College de Londres, de l’Université de Newcastle et de l’Université Harvard ont utilisé une combinaison de technologies de cartographie cellulaire pour construire une compréhension complète de la réponse cellulaire et des changements de tissu pulmonaire incité au cours de Covid-19. Cette étude fait partie de l’initiative internationale de l’atlas de cellules humaines pour cartographier tous les types de cellules du corps humain.
La recherche, publiée dans Communications de la naturemontre un nouvel ensemble de marqueurs moléculaires qui distinguent les stades progressifs des dommages aux alvéoles dans les poumons. Le travail ouvre la porte à une analyse plus approfondie des mécanismes cellulaires sous-jacents aux réponses inflammatoires dans une maladie grave.
Avec plus de 7 millions de morts causées par Covid-19 dans le monde, le virus SARS-COV-2 continue de se propager, la cause la plus fréquente de décès étant l’insuffisance respiratoire. Les dommages pulmonaires dus à Covid-19 sont connus sous le nom de dommages alvéolaires diffus (DAD). Les alvéoles sont des sacs d’air en forme de ballon dans les poumons où le sang et les poumons échangent de l’oxygène et du dioxyde de carbone pendant la respiration.
Papa présente des caractéristiques pathologiques distinctes car elle s’aggrave de la première étape au stade tardif. Alors que les études antérieures documentent une réponse immunitaire élargie chez le PDA tardif, la connaissance des différences cellulaires et moléculaires entre les stades précoces et tardifs des dommages alvéolaires a été limitée. Il est important que les chercheurs comprennent ces différences afin que les thérapies puissent être développées afin d’empêcher les patients de développer un Covid-19 sévère.
Dans leur étude, ils ont combiné des données de séquençage d’ARN à cellules unicellulaires et des données de transcriptomique spatiale à partir d’échantillons de tissu pulmonaire post-mortem de patients Covid-19. La combinaison de ces deux méthodes a permis aux chercheurs d’identifier l’activité des gènes, les biomarqueurs moléculaires et les interactions entre les cellules associées au PDA précoce et à un stade avancé.
Dans le PDA à un stade précoce, les chercheurs ont identifié l’activité dans les gènes associés à des réponses inflammatoires protectrices, telles qu’une expression accrue des gènes interleukiens – des protéines qui régulent la réponse immunitaire. Ils ont également trouvé une régulation positive des gènes liés à la métalothionéine, qui sont censés protéger les cellules de la teneur toxique à haut métal. Étonnamment, les chercheurs ont également vu différentes vagues de macrophages, un type clé de cellules immunitaires dans Covid-19, alors que papa passait du début au stade tardif.
Dans le PDA à un stade avancé, les chercheurs ont vu une augmentation des marqueurs associés à la fibrose pulmonaire – une pathologie pulmonaire qui provoque des cicatrices et une raideur dans les tissus pulmonaires, ce qui le rend difficile à respirer.
L’équipe a également noté des changements dans la régulation de plusieurs gènes impliqués dans la fibrinolyse. La fibrinolyse est un processus normal qui implique la rupture des caillots sanguins. Ils ont démontré le gène, Serpine1 comme un acteur clé dans le dysfonctionnement de la fibrinolyse, comme le montre les cellules pulmonaires infectées par le SARS-COV-2. Ils notent également que ce gène est davantage régulé à la hausse dans le PDA précoce par rapport à la fin du DAD et est favorisé via des signaux à partir de populations de macrophages associées à la maladie.
Les chercheurs espèrent qu’une meilleure compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacentes aux dommages pulmonaires progressifs pendant le Covid-19 éclairera les études futures et entraînera finalement des thérapies qui profitent aux patients avant de développer une maladie grave.
« Notre étude nous a permis de construire une image plus approfondie de la façon dont nos poumons réagissent au virus SARS-COV-2. Nous avons identifié un groupe de nouveaux types de cellules qui changent entre les stades précoces et tardifs des dommages pulmonaires. Nous avons également identifié des sous-groupes de cellules immunitaires, appelées macrophages, qui commencent à s’accumuler à des stations très précoces de l’infection, et comment ils se transforment à différents groupes, car la maladie est en train Dans le monde entier », explique le Dr Jimmy TSZ Hang Lee.
« L’une des caractéristiques de la maladie grave est la coagulation dans les vaisseaux sanguins du poumon. Ici, nous avons identifié les facteurs et les cellules spécifiques à l’origine de ce processus, ce qui suggère qu’il existe une accumulation de caillots sanguins en raison d’un défaut de mécanismes qui les décompose. », Dit le Dr Sam Barnett.
« La combinaison de données monocellulaires et de données transcriptomiques spatiales vous permet d’identifier immédiatement les gènes et les biomarqueurs moléculaires qui sont enrichis en stades précoces versus tardifs des dommages alvéolaires. La méthode intégrée fournit une compréhension détaillée des processus moléculaires sous-jacents à Covid-19, qui est un énorme saut pour comprendre un virus qui a encore des millions de personnes », « dit le Dr Martin Hibeg.
