En travaillant avec des cellules souches humaines qui forment une sorte de « mini-intestin dans une boîte de Petri », les scientifiques de Johns Hopkins Medicine affirment avoir découvert plusieurs mécanismes moléculaires pour la diarrhée liée au COVID-19, suggérant des moyens potentiels pour la contrôler.
Les détails des expériences sur un modèle de tissu intestinal humain, appelé entéroïdes, sont décrits le 30 juillet dans Gastroentérologie et hépatologie cellulaire et moléculaire.
En plus des douleurs désagréables, de la fièvre, des maux de gorge, de la toux, de la détresse respiratoire et des autres symptômes qui peuvent accompagner l’infection par la COVID-19, jusqu’à la moitié des personnes infectées souffriront de diarrhée. Environ 30 % d’entre elles développeront une COVID longue, une infection persistante caractérisée par des symptômes invalidants, notamment des douleurs chroniques, un brouillard cérébral, un essoufflement, des douleurs thoraciques et une fatigue intense.
Bien que la diarrhée liée au COVID-19 ne mette pas la vie en danger comme le choléra, elle peut souvent prédire un cas grave et également qui sera atteint du syndrome du COVID long.
Dr Mark Donowitz, professeur émérite de médecine et de physiologie, faculté de médecine de l'université Johns Hopkins
Certains aspects de la diarrhée liée à la COVID-19 ont été déterminés, notamment la présence dans l’intestin de l’ACE2, une enzyme à laquelle le virus se fixe, et de la TMPRSS2, une enzyme qui permet au virus de pénétrer dans les cellules. Jusqu’à présent, les mécanismes n’étaient pas compris, et cette recherche permet de dresser un tableau plus complet des mécanismes qui pourraient conduire à des traitements potentiels.
Pour tenter de déterminer le mécanisme par lequel la diarrhée liée à la COVID-19 s’est produite, Donowitz et son équipe ont utilisé un modèle d’intestin humain normal appelé entéroïdes. Formés en stimulant les cellules souches humaines à se développer en de nombreuses cellules tapissant l’intestin, les entéroïdes forment une seule couche de cellules dans une boîte de Petri orientée dans la même direction que l’intestin normal.
L'équipe de recherche a exposé les entéroïdes au virus SARS-CoV-2 vivant et a constaté des changements dans l'expression et la fonction des protéines des cellules intestinales.
Dans les diarrhées typiques causées par des infections bactériennes, des virus ou des effets secondaires de médicaments, des modifications se produisent dans les protéines de transport qui déplacent les molécules à travers les membranes cellulaires. Ces modifications inhibent l’absorption du sodium et du chlorure et produisent une sécrétion de chlorure. Dans la diarrhée liée à la COVID-19, ces deux effets se sont produits, ce qui est courant dans les maladies diarrhéiques. Donowitz explique que, contrairement à de nombreuses maladies diarrhéiques dans lesquelles la protéine à la base de la fibrose kystique est activée, une classe différente de protéines, appelées canaux chlorure activés par le calcium, était impliquée dans la sécrétion de chlorure dans la diarrhée liée à la COVID-19.
Un aspect inhabituel de la diarrhée liée à la COVID-19 était que, alors que de nombreuses maladies diarrhéiques sont causées soit par des effets directs sur les protéines de transport, soit par l’inflammation qui l’accompagne, Donowitz et son équipe ont observé une combinaison des deux dans les cellules entéroïdes.
Les chercheurs suggèrent que l’inflammation liée à la diarrhée liée à la COVID-19 pourrait être similaire aux effets inflammatoires de la COVID-19 dans les poumons et d’autres parties du corps. Cela suggère que tester le rôle des inhibiteurs de cette réponse pourrait être un moyen de traiter la diarrhée liée à la COVID-19.
« Les mécanismes précis de la COVID longue restent un grand mystère, même si nous savons désormais que le virus peut persister longtemps dans l'intestin », explique Donowitz. « La prochaine grande question est de déterminer ce qui permet exactement au virus de vivre dans l'intestin et ce qui lui permet de survivre sur une longue période. »
Cette recherche a été financée en partie par le prix Dean Durso de la faculté de médecine de l'université Johns Hopkins et par le National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases des National Institutes of Health (RO1 DK26523, RO1 DK116352 ; P30DK089502).
Français Les autres auteurs incluent Chung-Ming Tse, Rafiq Sarker, Ruxian Lin, Tyrus Vong, G. McNamara, Varsha Singh, Chenxu Guo, Shang JuiTsai, Andrew Karaba, Andrea Cox, Steven Gould, Olga Kovbasnjuk et Nicholas C. Zachos de Johns Hopkins Medicine, Jaiprasath Sachithanandhan et Andy Pekosz de la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health, Karol Dokladny, Manmeet Rawat, Julie In, Alison Kell et Steven Bradfute du Centre des sciences de la santé de l'Université du Nouveau-Mexique, et Ivy Horwitz et ChunYan Ye du Centre pour la santé mondiale de l'Université du Nouveau-Mexique.
