Comment le rhume peut fournir une protection contre COVID-19

Dans une étude récente menée à la faculté de médecine de l’Université de Yale, les chercheurs ont découvert qu’une infection antérieure par le rhinovirus, qui est le virus le plus souvent responsable du rhume, peut fournir une réponse immunitaire plus rapide et efficace contre le syndrome respiratoire aigu sévère du coronavirus. 2 (SARS-CoV-2).

Rhume. Crédit d’image: fizkes/Shutterstock.com

La réponse de l’IFN aux virus

Lors de la liaison au récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2), le SARS-CoV-2, qui est le virus responsable de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), commence à se répliquer dans les voies respiratoires supérieures. Au cours de la première semaine d’infection, les niveaux de matériel génétique du SRAS-CoV-2 atteignent généralement leur pic.

Les virus traditionnels comme le rhinovirus, qui est la cause la plus fréquente du rhume, provoquent souvent des réponses immunitaires innées comme la réponse à l’interféron antiviral (IFN). Cette réponse IFN est souvent initiée lorsque les récepteurs de reconnaissance de formes dans les cellules épithéliales et immunitaires détectent des caractéristiques virales communes, telles que la structure virale de l’acide ribonucléique (ARN).

Lors de la reconnaissance de ces virus, la réponse IFN conduit à l’expression à la fois d’IFN de type I et de type III, ainsi que de gènes stimulés par l’IFN (ISG). Ces IFN se lient ensuite aux récepteurs de la surface cellulaire situés sur les cellules voisines, ce qui amplifie l’expression des ISG et provoque par la suite l’apparition d’un état antiviral dans la barrière muqueuse.

Réponse immunitaire altérée au COVID-19

Il a été démontré que la majorité des virus respiratoires induisaient cette réponse IFN dans les voies respiratoires. Cependant, il a été démontré que le SRAS-CoV-2 contrarie et retarde la réponse IFN. Alors que la cinétique de la réponse IFN est souvent retardée après l’infection par le SRAS-CoV-2, ce virus s’est avéré déclencher à la fois la sécrétion d’IFN et l’expression d’ISG.

Certaines études ont montré que si le prétraitement avec de l’IFN exogène bloquait avec succès l’infection par le SRAS-CoV-2, la réponse de l’IFN était beaucoup moins efficace lorsqu’elle était ajoutée une fois l’infection déjà établie. Fait intéressant, l’analyse unicellulaire des cellules épithéliales qui ont été obtenues à partir de patients atteints de COVID-19 léger à modéré a montré une induction de l’ISG.

Les mêmes échantillons de cellules épithéliales ont été obtenus auprès de patients atteints de la maladie COVID-19 sévère ; cependant, ces échantillons n’ont montré aucune induction d’ISG, suggérant ainsi que les patients atteints d’une maladie grave sont plus susceptibles d’avoir des déficiences génétiques ou acquises dans leurs voies de signalisation IFN.

Mesurer les niveaux d’IFN chez les patients COVID-19

Ces résultats indiquent que si la réponse IFN a le potentiel de protéger l’hôte contre le COVID-19 sévère, le moment et l’ampleur de cette réponse immunitaire spécifique qui est nécessaire pour empêcher la réplication virale doivent encore être mieux compris. Pour mieux comprendre la dynamique précoce hôte-virus dans le nasopharynx humain après une infection par le SRAS-CoV-2, un groupe de chercheurs de la Yale School of Medicine a utilisé à la fois la transcriptomique et le suivi basé sur des biomarqueurs dans des échantillons nasopharyngés de patients en série.

Dans cette étude publiée dans le Journal de médecine expérimentale, les chercheurs ont effectué un séquençage d’ARN sur les écouvillonnages nasopharyngés d’un total de 30 patients qui avaient déjà été testés positifs pour le SRAS-CoV-2, ainsi que de 8 travailleurs de la santé SARS-CoV-2-négatifs. Les gènes codant pour les protéines qui se sont avérés les plus significativement enrichis dans le nasopharynx des patients atteints du SRAS-CoV-2 étaient des ISG connus. De plus, l’expression de l’ISG semblait être faiblement corrélée à la charge virale, chez laquelle les patients ayant les charges virales les plus élevées avaient tendance à avoir des expressions d’ISG plus élevées.

En plus de comparer les niveaux d’expression d’ISG entre les patients positifs au COVID-19 et le groupe témoin, les chercheurs ont également cherché à évaluer l’expression de CXCL10. Les chercheurs ont précédemment identifié CXCL10 dans le milieu de transport viral à la suite d’autres infections respiratoires virales aiguës corrélées aux ISG au niveau de l’ARNm.

De même, une corrélation positive entre les niveaux de protéine CXCL10 nasopharyngée et les niveaux d’expression d’ISG au niveau de l’ARN. Notamment, aucune corrélation n’a été trouvée entre l’âge et les niveaux de CXCL10 ; plutôt, une augmentation des niveaux de CXCL10 s’est avérée être principalement influencée par la charge virale.

Comment le rhume empêche la réplication du SARS-CoV-2

Les chercheurs de la présente étude étaient également intéressés à déterminer si d’autres expositions physiologiques, telles qu’une infection antérieure par un virus différent, pourraient jouer un rôle dans les niveaux d’expression d’ISG d’un individu après une infection par le SRAS-CoV-2. Les chercheurs se sont concentrés sur le rhinovirus pour ces expériences, car il s’agit du virus le plus couramment détecté dans les voies respiratoires humaines.

En bref, les chercheurs ont infecté des cultures d’organoïdes épithéliaux des voies respiratoires avec du rhinovirus humain et ont évalué l’effet que ce virus avait sur l’expression de l’ACE2. Après l’infection par le rhinovirus, la forme tronquée de l’ACE2 connue sous le nom de dACE2 s’est avérée augmenter de manière significative.

Dans une deuxième étude, les chercheurs ont infecté le même type de cultures organoïdes avec le SARS-CoV-2, avec ou sans infection préalable par le rhinovirus. Trois jours après l’infection initiale, les cellules infectées par le rhinovirus induisaient l’expression des ISG tout en maintenant simultanément une apparence saine. Comparativement, les organoïdes infectés par le SRAS-CoV-2 qui n’avaient pas été précédemment exposés au rhinovirus ont connu une augmentation spectaculaire de leur charge virale.

En outre, les cultures organoïdes infectées par le SRAS-CoV-2 qui étaient précédemment infectées par le rhinovirus ont présenté une augmentation significative des niveaux d’IFN1 par rapport aux cultures organoïdes qui n’étaient pas précédemment infectées par le rhinovirus. Aux premiers stades de l’infection, les cultures pré-infectées présentaient une plus grande expression des ISG par rapport aux organoïdes qui n’avaient pas été précédemment infectés par le rhinovirus.

Les chercheurs ont découvert qu’au début de l’infection par le SRAS-CoV-2, le matériel d’ARN viral se réplique à un taux exponentiel qui induit des niveaux d’expression d’ISG. Lorsqu’il est précédemment infecté par le rhinovirus, l’induction de l’expression de l’ISG est beaucoup plus rapide, permettant ainsi au système immunitaire inné d’inhiber plus rapidement la réplication du SARS-CoV-2.

Dans l’ensemble, les études réalisées par les chercheurs démontrent qu’une infection antérieure par un rhinovirus protège contre la réplication du SRAS-CoV-2 en raison de la réponse antivirale intacte qui était déjà présente au moment de l’infection par le SARS-CoV-2.