Des chercheurs du Penn Institute of Immunology ont découvert trois réponses immunitaires distinctes à l'infection par le SRAS-CoV2 qui pourraient aider à prédire la trajectoire de la maladie chez les patients atteints de COVID-19 sévères et pourraient en fin de compte indiquer comment les traiter au mieux.
Les résultats ont été publiés dans Science.
Pour les patients hospitalisés avec COVID-19, il n'y a pas qu'une seule façon pour le système immunitaire de répondre. Il y a beaucoup d'hétérogénéité, que nous avons distillée dans ce que nous appelons trois «immunotypes». Nous espérons pouvoir réellement prédire, ou du moins inférer, les différents schémas immunitaires d'un patient sur la base de données cliniques Cela nous permettrait de commencer à penser à inscrire des patients à différents types d'essais cliniques sur les traitements. «
E. John Wherry, PhD, auteur principal, directeur du département de pharmacologie systémique et thérapeutique translationnelle et directeur du Penn Institute of Immunology de la Perelman School of Medicine de l'Université de Pennsylvanie
Le coronavirus déclenche différentes réponses immunitaires et symptômes chez les patients gravement malades, mais la façon dont ces deux correspondances est restée mal comprise, ce qui rend les décisions de traitement plus difficiles.
Alors que des études récentes révèlent des détails sur la réponse de l'immunité au virus, la plupart ont été des rapports de cas unique ou ciblés sur un petit groupe d'individus. Il s'agit de la première étude, à la connaissance de l'auteur, à proposer un profil immunitaire complet d'un grand nombre de patients hospitalisés.
Les chercheurs ont appliqué un profilage immunitaire profond pour capturer les réponses individuelles de 163 patients au cours de leurs infections. L'étude comprenait 90 patients hospitalisés traités à l'hôpital de l'Université de Pennsylvanie, 29 patients non hospitalisés et 44 donneurs sains sans infection par COVID-19. Les réponses immunitaires variaient d'un groupe à l'autre, mais certains modèles étaient prometteurs sur le plan clinique.
Le premier immunotype avait une activité robuste des lymphocytes T CD4 +, avec une modeste activation des lymphocytes T CD8 + et des lymphocytes du sang périphérique. Les CD4 + et CD8 + agissent comme les principales cellules immunitaires inflammatoires qui agissent pour éliminer les virus. Le deuxième immunotype était caractérisé principalement par un sous-ensemble de lymphocytes T CD8 + appelés EM et EMRA et une modeste activation des lymphocytes T CD8 +, des lymphocytes B mémoire et des lymphocytes du sang périphérique. Le troisième immunotype a montré peu ou pas de preuve d'une réponse immunitaire à l'infection.
Ensuite, les chercheurs ont combiné le profilage avec des données cliniques pour comprendre les relations entre les réponses immunitaires et la maladie. Le premier immunotype était lié à une maladie plus grave qui comprenait une inflammation, une insuffisance organique et une maladie rénale aiguë. La seconde corrélation non pas avec la gravité de la maladie mais plutôt avec une immunosuppression et une mortalité préexistantes. Le troisième type, qui n'avait pas d'activation immunitaire, n'était pas associé à des symptômes ou des caractéristiques cliniques spécifiques, bien qu'ils varient.
Les immunotypes développés par Wherry et son équipe représentent des réponses immunitaires adaptatives. Une deuxième étude de chercheurs de Penn, publiée dans Science Immunology, a révélé de nouveaux détails sur la réponse innée ou initiale au SRAS-CoV2.
« L'activité des cellules T et B est influencée par les réponses immunitaires innées », a déclaré l'auteur principal Michael R. Betts, PhD, professeur de microbiologie et chef de programme au Penn Institute of Immunology, qui est également co-auteur de la première étude. « Nous pensons que ce qui se passe avec la réponse innée du système immunitaire pourrait être à l'origine de ces trois phénotypes immunitaires identifiés par le laboratoire du Dr Wherry. »
Profilant les échantillons de sang de 42 patients infectés (atteints d'une maladie modérée à sévère) et de 12 donneurs sains, les chercheurs ont trouvé une hétérogénéité similaire dans les réponses immunitaires adaptatives: activation robuste des cellules T CD4 + et CD8 +, des cellules B, ainsi que des cellules sanguines périphériques, comme neutrophiles, monocytes et cellules « tueuses naturelles » ou NK.
Alors que les réponses innées étaient également hétérogènes, les chercheurs ont observé une diminution des molécules CD15 et CD16 sur les neutrophiles et CD16 sur les cellules NK, les granulocytes immatures et les monocytes, chez les patients atteints d'une maladie plus sévère. Ces deux molécules sont des acteurs connus de la réponse immunitaire aux infections virales qui représentent également une cible potentielle pour l'immunothérapie. La façon dont ils conduisent et exacerbent les réponses adaptatives dans les trois immunotypes est une question importante que les laboratoires cherchent à mieux comprendre.
Les études COVID-19 progressent à une vitesse sans précédent alors que les chercheurs se regroupent pour trouver des réponses. Parmi ses nombreux efforts, Penn a formé des équipes de laboratoire et de recherche clinique d'horizons divers pour renforcer sa concentration sur le système immunitaire, ainsi que l'unité de traitement COVID pour gérer les échantillons à profiler.
« Comprendre le pouvoir du système immunitaire pour réguler les réponses aux maladies est l'une des avancées majeures de la médecine au cours de la dernière décennie, et Penn a été au centre de cette découverte. Nous appliquons maintenant la vaste expertise et l'expérience de nos plus de Communauté d'immunologie de 200 personnes pour la recherche et le traitement de COVID-19 « , a déclaré Jonathan A. Epstein, MD, vice-doyen exécutif, directeur scientifique et professeur de recherche cardiovasculaire à Penn. « Le travail approfondi d'immuno-profilage que les enquêteurs ont appliqué ici est susceptible d'être utile non seulement maintenant, pour cette maladie, mais à l'avenir pour de nombreuses autres. »
La source:
École de médecine de l'Université de Pennsylvanie
Référence de la revue:
Mathew, D., et al. (2020) Le profilage immunitaire profond des patients COVID-19 révèle des immunotypes distincts avec des implications thérapeutiques. Science. doi.org/10.1126/science.abc8511.
