Une étude récemment publiée dans la revue La nature a révélé qu’une réponse innée à l’interféron pré-exposition activée dans les voies respiratoires ainsi que des populations stimulées par l’interféron systémique significativement réduites sont associées à une infection relativement plus bénigne par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) chez les enfants.
Étude : Réponses locales et systémiques à l’infection par le SRAS-CoV-2 chez les enfants et les adultes. Crédit d’image : Dragana Gordic/Shutterstock
Sommaire
Fond
Depuis le début de la pandémie de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), il a été observé que le SRAS-CoV-2 provoque des infections relativement plus bénignes chez les enfants que chez les adultes. De même, la prévalence du COVID-19 sévère ainsi que le taux de mortalité lié à la maladie sont significativement faibles chez les enfants.
Étant un virus respiratoire, le SARS-CoV-2 attaque principalement les cellules épithéliales des voies respiratoires. Le récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) exprimé dans les cellules épithéliales des voies respiratoires agit comme un point d’entrée pour le virus. L’expression de l’ACE2 est significativement plus élevée chez les adultes que chez les enfants. Cela pourrait être une raison de la gravité plus faible de la maladie chez les enfants. Cependant, la différence exacte des voies respiratoires et des réponses immunitaires systémiques au SRAS-CoV-2 entre les enfants et les adultes est encore incertaine.
Dans la présente étude, les scientifiques ont caractérisé la dynamique des réponses immunitaires induites par le SRAS-CoV-2 chez les enfants et les adultes. Ils ont collecté des échantillons respiratoires (nasaux, trachéaux et bronchiques) et sanguins de patients COVID-19 adultes et pédiatriques et de témoins sains. Ils ont analysé les échantillons avec la transcriptomique unicellulaire combinée au profilage des protéines.
Étudier le design
Dans l’ensemble, 19 enfants et 18 adultes atteints de COVID-19 asymptomatique à sévère ont été recrutés pour l’étude. De plus, 41 enfants et adultes en bonne santé ont été recrutés comme témoins. Un ensemble de données de 659 217 cellules a été généré pour le séquençage de l’ARN unicellulaire et l’indexation cellulaire des transcriptomes et des épitopes par séquençage (CITE seq).
Nouveaux types de cellules des voies respiratoires
La plasticité du compartiment des voies aériennes est connue pour être associée à plusieurs cellules épithéliales basales, caliciformes, ciliées et de transit de type 1 et de type 2. Dans cette étude, des cellules épithéliales de type 1 de transit ont été observées chez des patients COVID-19 et des enfants en bonne santé. Cela indique que ces cellules sont nécessaires au développement et à la régénération des tissus.
Chez les nouveau-nés infectés par le SRAS-CoV-2, un groupe distinct de monocytes sécrétant l’interleukine 6 (IL-6), le récepteur d’acide biliaire couplé à la protéine G (GPBAR1) et CXCL10 a été identifié.
En ce qui concerne l’infection par le SRAS-CoV-2 dans l’épithélium des voies respiratoires, la charge virale la plus élevée a été détectée dans les cellules inflammatoires caliciformes de type 2, suivies des cellules épithéliales basales et de transit et des cellules ciliées. Contrairement à l’expression de l’ACE2 chez les adultes qui est induite par l’interféron et l’infection par le SRAS-CoV-2, aucune induction significative de l’expression de l’ACE2 n’a été observée chez les enfants atteints de COVID-19.
Chez les adultes atteints de COVID-19, les types de cellules les plus enrichis étaient les cellules inflammatoires épithéliales de transit de type 1 et caliciformes de type 2. Comme l’ont émis l’hypothèse des scientifiques, le nombre de cellules épithéliales de transit pourrait avoir augmenté pour remplacer les cellules ciliées mourantes.
Chez les enfants atteints de COVID-19, aucun changement significatif dans les types de cellules épithéliales n’a été observé. Cependant, une augmentation significative des monocytes sécrétant l’IL-6 a été observée. Chez les enfants en bonne santé, des taux accrus de monocytes, des taux réduits de cellules T CD8+ et une expansion de la population de cellules B ont été observés. Ces résultats indiquent un passage de l’immunité innée à l’immunité adaptative.
Caractéristiques distinctes chez les enfants et les adultes
Chez les patients adultes atteints de COVID-19, une induction significative de la réponse à l’interféron a été observée dans les cellules épithéliales nasales, qui se sont réduites à un niveau normal après la récupération. En revanche, les cellules épithéliales nasales isolées d’enfants ont montré une signalisation d’interféron déjà activée, qui a légèrement augmenté après l’infection par le SRAS-CoV-2. Un schéma similaire a été observé pour la signalisation du TNF et la migration des neutrophiles. Dans les cellules immunitaires nasales, l’induction de la réponse à l’interféron était plus élevée chez les enfants que chez les adultes.
En ce qui concerne les réponses systémiques à l’interféron, une induction significative a été observée dans les cellules épithéliales et immunitaires des patients adultes COVID-19 asymptomatiques ou légèrement symptomatiques. Chez les enfants, cette réponse était plus robuste dans les cellules immunitaires que dans les cellules épithéliales.
En ce qui concerne la signature immunitaire sanguine, des niveaux significativement accrus de cellules T cytotoxiques CD8+ et de cellules mémoire effectrices réexprimant CD45RA ont été observés chez les patients adultes atteints de COVID-19. Une induction dans les sous-populations stimulées par l’interféron (cellules tueuses naturelles, cellules B et T et cellules progénitrices hématopoïétiques) a également été observée chez les patients adultes. En revanche, une induction des lymphocytes naïfs et une réduction des cellules tueuses naturelles et des cellules T cytotoxiques CD4+ ont été observées chez les enfants atteints de COVID-19. Ces observations indiquent que chez les enfants, la réponse immunitaire au SRAS-CoV-2 est principalement limitée aux voies respiratoires ; tandis que chez les adultes, l’infection systémique et l’inflammation sont beaucoup plus élevées que chez les enfants.
Diaphonie entre les réponses immunitaires locales et systémiques
Une forte corrélation entre les proportions de types cellulaires dans les échantillons sanguins et nasaux a été détectée dans l’étude. Plus précisément, les cellules épithéliales nasales et les cellules dendritiques nasales infectées par le SRAS-CoV-2 étaient fortement corrélées à la stimulation systémique par interféron.
Une analyse plus poussée a révélé que les cellules plasmacytoïdes nasales et les cellules dendritiques conventionnelles déclenchent la production d’interférons de type I et de type III à un stade très précoce de l’infection.
Importance de l’étude
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude démontrent qu’une légère induction de la réponse à l’interféron des voies respiratoires et une réduction massive des populations systémiques stimulées par l’interféron lors de l’exposition au SRAS-CoV-2 sont principalement responsables d’un COVID-19 relativement plus doux chez les enfants.
