Infection par le SRAS-CoV-2 dans les vaisseaux coronaires liée à des complications cardiovasculaires

Dans une étude récente publiée dans la revue Nature Recherche cardiovasculaireles chercheurs ont rapporté que le risque accru à long terme de complications cardiovasculaires aiguës associées à la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) est lié au coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) infectant les vaisseaux coronaires et induisant la formation de plaques.

Arrière-plan

Les présentations cliniques du COVID-19 sont très variées, allant de la détresse respiratoire asymptomatique à la détresse respiratoire aiguë, en passant par des complications impliquant plusieurs organes et même la mort.

L’une des complications cliniques des infections par le SRAS-CoV-2 sont les événements cardiovasculaires ischémiques, notamment les accidents vasculaires cérébraux et les infarctus aigus du myocarde (IAM), qui se manifestent lorsque les plaques athéroscléreuses chroniquement enflammées sont perturbées.

Alors que des accidents vasculaires cérébraux et des IAM ont été observés dans le cas de plusieurs infections respiratoires, comme celles impliquant le virus de la grippe, le risque d’accident vasculaire cérébral est plus de sept fois plus élevé pour les patients atteints de COVID-19.

De plus, on pense que la tempête de cytokines impliquant une réponse inflammatoire extrême souvent associée aux cas graves de COVID-19 augmente le risque d’accident vasculaire cérébral et d’IAM. Cependant, bien que l’infection directe des poumons et d’autres organes tels que le cerveau, les reins, le tissu adipeux, l’intestin et le myocarde par le SRAS-CoV-2 ait été documentée, la question de savoir si le virus infecte directement le système vasculaire coronaire et son rôle dans l’augmentation du risque des accidents vasculaires cérébraux ou des IAM reste mal compris.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé des échantillons d’autopsie coronarienne de patients atteints de COVID-19 confirmé par réaction en chaîne par polymérase par transcription inverse (RT-PCR) entre mai 2020 et 2021. Les rapports d’autopsie et les dossiers médicaux ont fourni des données démographiques et des antécédents médicaux pertinents, y compris les facteurs de risque cardiovasculaire et les caractéristiques cliniques.

Sur les huit patients inclus dans l’étude, trois ont reçu un diagnostic d’ischémie myocardique aiguë au cours de l’hospitalisation, un a subi un accident vasculaire cérébral et les résultats de l’autopsie de quatre patients ont révélé une sténose coronarienne. Les coupes d’artères coronaires provenant d’échantillons d’autopsie ont été colorées à l’hématoxyline et à l’éosine et classées comme épaississement intimal pathologique avec infiltration de macrophages, plaque fibrocalcifique, épaississement intimal adaptatif et fibroathérome par un pathologiste cardiovasculaire. Coloration immunohistochimique pour CD68⁺ a également été réalisée.

L’hybridation in situ par fluorescence de l’acide ribonucléique (ARN) (RNA-FISH) a été réalisée pour détecter l’ARN viral codant pour la protéine de pointe du SRAS-CoV-2. En outre, le brin antisens du gène de la protéine Spike a également été sondé pour confirmer l’infection du système vasculaire coronaire par le SRAS-CoV-2, car le brin antisens n’est produit que lorsque le virus se réplique. La localisation cellulaire de l’ARN viral a été établie en identifiant l’infiltration de macrophages dans les vaisseaux coronaires à l’aide de sondes CD68.

De plus, une méthode basée sur l’intelligence artificielle d’un réseau neuronal a été utilisée pour classer la graisse périvasculaire et la paroi de l’artère coronaire dans chaque section, étant donné la capacité du SRAS-CoV-2 à infecter et à accumuler l’ARN viral dans le tissu adipeux.

La segmentation nucléaire a également été utilisée pour quantifier l’infiltration de la graisse périvasculaire et de la paroi de l’artère coronaire avec des sondes RNAscope. D’autres analyses RNAscope utilisant des ensembles de données de séquençage d’ARN unicellulaire (scRNAseq) de souris et d’humains ont été utilisées pour détecter la propagation potentielle du SRAS-CoV-2 à d’autres cellules, en particulier aux cellules musculaires lisses vasculaires.

Les cellules spumeuses, qui sont des macrophages chargés de cholestérol et dont l’accumulation indique divers stades de maladie cardiovasculaire, ont également été étudiées pour l’infection par le SRAS-CoV-2, tout comme les macrophages. Ces cellules ont également été infectées expérimentalement avec un virus fluorescent modifié portant l’isolat du SARS-CoV-2 USA WA1/2020 pour comprendre si le virus pourrait infecter les macrophages de la plaque et les cellules spumeuses.

Résultats

Les résultats ont indiqué que l’ARN viral du SRAS-CoV-2 a été détecté et se réplique dans les échantillons d’autopsie du système vasculaire coronaire obtenus à partir de cas graves de COVID-19. De plus, le virus a montré un tropisme plus fort pour les macrophages en plaque et les lésions artérielles que pour la graisse périvasculaire entourant les lésions, ce qui était également corrélé aux niveaux d’infiltration des macrophages.

De plus, les cellules spumeuses étaient plus susceptibles d’être infectées par le SRAS-CoV-2 que les autres types de macrophages, et l’infection dépendait du récepteur de la neuropiline-1. L’infection par le SRAS-CoV-2 d’explants carotidiens vasculaires humains menée ex vivo a également montré que le virus stimulait de fortes réponses inflammatoires dans les cellules spumeuses et les macrophages pro-athérogènes. On pense que cela exacerbe les complications cardiovasculaires ischémiques dans les cas graves de COVID-19.

Cependant, les auteurs ont déclaré qu’étant donné la petite taille de la cohorte étudiée dans l’étude, composée en grande partie de patients plus âgés présentant des complications cardiovasculaires préexistantes, les résultats ne peuvent pas être généralisés aux populations plus jeunes et en meilleure santé. De plus, les résultats étaient basés sur les souches en circulation dans les premières phases de la pandémie, et la réplication des souches ultérieures du SRAS-CoV-2 dans le système vasculaire coronaire ne peut pas être confirmée sur la base de ces résultats.

Conclusions

Dans l’ensemble, les résultats suggèrent que le SRAS-CoV-2 présente un tropisme pour les cellules spumeuses et les macrophages en plaque sur la graisse périvasculaire environnante dans le système vasculaire coronaire.

Ex vivo les expériences ont également expliqué que les infections par le SRAS-CoV-2 dans les macrophages et les explants vasculaires induisaient de fortes réponses inflammatoires et une sécrétion accrue de cytokines associées aux événements cardiaques.

Les résultats ont indiqué que les infections par le SRAS-CoV-2 dans le système vasculaire coronaire induisent la formation de plaques et augmentent le risque de complications cardiovasculaires.