Un article récent publié sur bioRxiv* Le serveur de préimpression a démontré que l’inflammation vasculaire entraîne une infection accrue par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) dans les cellules périvasculaires.
Sommaire
Contexte
Les vaisseaux sanguins sont composés de cellules endothéliales et périvasculaires. Les péricytes sont cruciaux pour la stabilisation des vaisseaux sanguins et le fonctionnement de la barrière vasculaire. Les péricytes et les cellules endothéliales (CE) abritent le récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2), le principal site d’interaction avec l’hôte de la protéine SARS-CoV-2 spike 1 (S1).
De nombreuses études ont décrit les conséquences vasculaires de l’infection par le SRAS-CoV-2 et le rôle des péricytes dans la progression de la maladie. Pourtant, la pertinence des cellules périvasculaires et de l’inflammation dans la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) est inconnue. De plus, des rapports antérieurs indiquent une préférence plus élevée du SRAS-CoV-2 pour la liaison aux péricytes que des CE dans certains organes.
Cependant, il n’est pas clair si une perturbation antérieure de la barrière vasculaire influence ou non la liaison des particules de SRAS-CoV-2 aux cellules périvasculaires ou aux CE.
À propos de l’étude
Dans le présent travail, les chercheurs ont émis l’hypothèse que dans les capillaires vasculaires sains avec une fonction de barrière intacte, le SRAS-CoV-2 a une entrée limitée aux cellules périvasculaires, ce qui entraîne une stimulation immunitaire contrôlée et des dommages vasculaires minimes. D’autre part, les vaisseaux sanguins dont la fonction de barrière est compromise ont un taux élevé d’extravasation du SRAS-CoV-2. De plus, les vaisseaux sanguins avec des médiateurs pro-inflammatoires tels que le facteur de nécrose tumorale α (TNFα) présentent une barrière de fonctionnement altérée.
Par la suite, l’équipe a testé l’hypothèse en utilisant deux modèles bien connus de capillaires vasculaires sur puce. Les auteurs ont amélioré les modèles en construisant des capillaires endothéliaux soutenus par des péricytes/cellules périvasculaires dérivées des cellules stromales mésenchymateuses (MSC). Les chercheurs ont évalué l’impact de l’inflammation vasculaire sur l’adhérence sélective de la protéine SARS-CoV-2 S1 aux cellules périvasculaires en utilisant les modèles.
Dans la chambre centrale du dispositif microfluidique utilisé pour concevoir le modèle microphysiologique de la microvasculature supportée par les péricytes sur puce, les chercheurs ont planté une suspension cellulaire dans un hydrogel de collagène-fibrine comprenant des MSC humains enfermés (hMSC) et une protéine fluorescente verte (GFP) – exprimant les CE de la veine ombilicale humaine (GFP-HUVEC), dans un rapport HUVEC:hMSC de 4:1.
Résultats et discussions
Les résultats de l’étude ont illustré que la protéine SARS-CoV-2 S1 était liée aux capillaires traités au TNFα et non traités/contrôle, mais la liaison était plus significative chez ceux traités au TNFα. Les capillaires traités au TNFα avaient une distribution uniforme de la protéine S continuellement colocalisée avec les cellules à l’intérieur de la matrice extracellulaire de la région périvasculaire et du réseau microvasculaire. En revanche, les vaisseaux sanguins témoins présentaient une distribution inégale de la protéine S dans les capillaires, avec une concentration accrue au niveau des jonctions. Dans la zone périvasculaire des vaisseaux témoins, il n’y avait que quelques taches de protéine S.
Les vaisseaux témoins ont présenté une fine couche endothéliale d’EC colocalisées avec des cellules périvasculaires montrant une légère coloration de la protéine S attachée à la paroi du vaisseau et dans certaines cellules migrantes à l’intérieur du tissu conjonctif environnant. D’autre part, la protéine S1 était principalement liée à la délamination des cellules périvasculaires dans les échantillons traités au TNFα. Alors qu’aucune protéine S1 n’a été observée à l’extérieur du vaisseau sanguin chez les témoins, le traitement au TNFα a provoqué la perte de la fonction de barrière, permettant aux protéines S1 de traverser la barrière endothéliale et de rester à l’extérieur du vaisseau.
Le nombre de cellules périvasculaires migrantes était le double dans les cellules exposées au TNFα par rapport aux témoins. De plus, les cellules périvasculaires exposées au TNFα sont devenues grandes, ont développé des caractéristiques migratoires avec un cytoplasme en forme d’étoile et allongé, avec des activités principales parallèles au long axe vasculaire et de nombreux filopodes bien visibles dirigés vers l’extérieur du vaisseau, dans la matrice extracellulaire adjacente.
De plus, alors que la corrélation spatiale entre la protéine S1 et le signal GFP chez les témoins était de 0, 9, les vaisseaux traités au TNFα présentaient une relation spatiale entre la protéine S1 et la GFP plus faible, illustrant que la distribution de la protéine S1 était nettement plus large dans les vaisseaux enflammés.
conclusion
Les résultats de l’étude ont établi une association significative entre la fonction vasculaire, l’inflammation et les cellules périvasculaires. Cette association pourrait donner une nouvelle compréhension de la pathogenèse de l’infection par le SRAS-CoV-2 et aider à justifier les effets étendus de l’infection dans plusieurs organes et tissus vascularisés du corps.
La présente étude décrit une adhérence et une extravasation considérablement plus élevées de la protéine SARS-CoV-2 S1 avec des cellules périvasculaires de vaisseaux sanguins enflammés que les vaisseaux sains. La protéine S1 avait un accès accru aux domaines périvasculaires avec une inflammation facilitée par le TNFα. Les découvertes d’étude indiquent que les cellules périvasculaires pourraient être une cible possible pour adresser les conséquences vasculaires aggravées des gens avec des comorbidités inflammatoires pendant COVID-19.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
