La pandémie de COVID-19 causée par le syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) s'est maintenant propagée à plus de 188 pays et territoires, avec plus de 5,4 millions de cas, faisant plus de 344 000 morts. La principale cause de décès est une insuffisance respiratoire aiguë sévère.
Maintenant, une nouvelle étude publiée sur le serveur de préimpression medRxiv* rapporte le rôle central joué par la fuite de protéines dans les capillaires pulmonaires et favorise l'utilisation de l'albumine sérique comme biomarqueur de la progression et de la gravité de la maladie.
Sommaire
Maladie pulmonaire dans COVID-19
Les patients atteints de COVID-19 commencent généralement par de légers symptômes de type froid, qui évoluent de la phase de réponse virale précoce à la phase pulmonaire à la phase d'hyperinflammation. La phase la plus sévère de la maladie est caractérisée par une insuffisance respiratoire progressive avec un manque d'oxygénation, aboutissant au syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA).
Réponse hyperimmune
Certains scientifiques pensent que cette progression est due à une réponse hyperimmunitaire à l'infection virale. Cela se caractérise par des niveaux élevés de cytokines et de chimiokines pro-inflammatoires, qui signalent toutes deux le recrutement de plus de cellules immunitaires et l'activation de voies inflammatoires. Ces cytokines comprennent IL-1β, IL-6 et TNF-α.
Le résultat final de ce processus est une lésion grave du tissu pulmonaire ainsi que de plusieurs autres organes. L'impact le plus significatif se situe sur les sites qui ont une expression élevée d'ACE2, le récepteur des cellules hôtes pour le SRAS-CoV-2, qui produit la caractéristique clinique de ce qu'on appelle la septicémie virale.
Virus SARS-CoV-2 se liant aux récepteurs ACE-2 sur une cellule humaine, le stade initial de l'infection COVID-19, illustration 3D conceptuelle. Crédits: Kateryna Kon / Shutterstock
Insulte virale directe
La microscopie électronique montre également les dommages directs causés par les particules virales, confirmés par la présence de virus dans les cellules bronchiques et les pneumocytes alvéolaires de type II.
Le dysfonctionnement endothélial
Un autre mécanisme de blessure est le dysfonctionnement endothélial. Ceci est le résultat de la réaction des cellules endothéliales au virus envahissant, de l'hypoxie, de l'activation immunitaire et de l'effet des médiateurs inflammatoires, y compris les dommages cellulaires qui provoquent la libération d'histones. De cette façon, il existe de multiples sources de dommages endothéliaux, qui augmentent les risques d'inflammation, de coagulation accrue et de vasoconstriction.
Le dysfonctionnement endothélial survenant dans de nombreux organes différents entraîne la mort programmée des cellules endothéliales et immunitaires ou l'apoptose. Cela peut provoquer une rupture de la barrière épithéliale-endothéliale, entraînant la présence d'exsudat dans la cavité alvéolaire.
L'imagerie thoracique prend en charge l'œdème exsudatif
Ce mécanisme se reflète dans les résultats d'imagerie thoracique. Les lignes B, le poumon blanc et le motif irrégulier à l'échographie pulmonaire, ainsi que les opacités du verre dépoli et les zones légèrement brumeuses plus denses sur la TDM thoracique, sont le résultat de lésions interstitielles et alvéolaires. Les scientifiques se sont penchés sur la raison de cet exsudat alvéolaire.
Comment l'étude a-t-elle examiné l'hypoalbuminémie dans COVID-19?
La présente étude se concentre sur la présence de taux d'albumine nettement réduits chez les patients symptomatiques COVID-19, ce qui ne peut pas être expliqué par la présence d'une perte de protéines dans l'urine ou l'intestin. De plus, la perfusion d'albumine n'a pas réussi à corriger le déficit.
L'étude a été réalisée sur tous les patients âgés de 18 ans et plus, avec une maladie pulmonaire due au COVID-19 confirmée par RT-PCR, à partir d'échantillons de prélèvement de gorge, et chez qui l'albumine sérique a été mesurée dans les 72 heures suivant l'admission, dans un seul hôpital à Milan, Italie. La période d'étude allait du 21 février au 15 avril 2020.
Les patients qui n'ont pas réussi à maintenir la fonction respiratoire avec une pression positive continue (CPAP) médiée par un casque ont été admis à l'unité de soins intensifs (USI)
Comment l'hypoalbuminémie était-elle liée à la maladie pulmonaire COVID-19?
Il n'y avait pas de différence significative dans les caractéristiques démographiques et médicales entre les différents groupes dans l'essai. Les patients en soins intensifs étaient plus susceptibles d'être des hommes, tandis que les patients hospitalisés en service médical intermédiaire (IMW) étaient plus souvent des fumeurs ou avaient des antécédents de maladie cardiaque, d'accident vasculaire cérébral ou de diabète.
Le début des symptômes à la durée de l'admission était plus court chez les patients en soins intensifs à environ six jours, en moyenne, contre huit jours pour les admissions en salle médicale. Cependant, il n'y avait pas de différence entre le moment de l'admission et le début de la PPC. Néanmoins, la pression expiratoire positive initiale initiale était plus élevée à ce stade chez les patients en USI vs IMW.
Les patients en USI sont restés à l'hôpital pendant 20 jours en moyenne, contre 8 jours pour les patients IMW, et ils ont également eu plus du double de la mortalité par rapport aux patients IMW ((52,4% contre 21,7%). Cette tendance s'est également maintenue lorsque les patients étaient comparé sur la base du taux médian d'albumine, 24 g / L, à des taux de survie de 53,2% contre 21%.
Les biomarqueurs sériques de l'inflammation et du dysfonctionnement des organes étaient plus élevés chez les patients en USI, mais le nombre de lymphocytes a été considérablement réduit dans ce groupe.
Niveaux d'albumine et résultats
Chez tous les patients, les taux moyens d'albumine sérique étaient faibles, mais plus nettement en USI que chez les patients IMW, à 20 contre 28 g / L. Le plus grand impact négatif sur la fonction respiratoire était chez les patients en USI.
Dans les 48 heures suivant l'admission, les mesures ponctuelles des protéines de 77 patients en USI étaient indétectables dans 95% des cas. La mesure de protéinurie quantitative médiane pour 12 patients en USI était de 76 mg. Parmi tous les patients, un seul avait des antécédents d'affection pouvant expliquer une telle perte massive de protéines.
Les enquêteurs ont ensuite classé les patients en trois sous-groupes en fonction du rapport P / F ou du score Brixia à la radiographie pulmonaire. Ils ont constaté que plus la fonction respiratoire était mauvaise, plus le taux d'albumine était en moyenne faible.
Les trois catégories P / F étaient> 250, 250-150 et <150, avec des niveaux d'albumine médiane correspondants de 31, 24 et 20 g / L, respectivement.
La baisse des taux d'albumine était liée à l'augmentation des niveaux d'IL-8, qui est inflammatoire en fonction, et inversement proportionnelle à l'IL-10 anti-inflammatoire.
Lorsque la radiographie pulmonaire a montré des changements pulmonaires plus étendus et marqués, les scores Brixia <5, 6-11 et ≥ 12 étaient associés à des niveaux d'albumine de 31, 27 et 21 g / L, respectivement. Les changements microscopiques correspondants dans le tissu pulmonaire comprenaient la perte des membranes alvéolaires et le dépôt de membranes hyalines dans les alvéoles. De plus, le tissu interstitiel présentait un gonflement irrégulier par une légère prolifération des tissus fibreux, un œdème et une invasion lymphocytaire à un degré modéré.
La microscopie électronique a révélé que les complexes jonctionnels qui sont principalement responsables de l'intégrité épithéliale ont été remarquablement perturbés dans 80% des échantillons examinés (8/10 patients), avec une perte de surfactant dans les pneumocytes de type 2. Des particules virales étaient également présentes dans le cytoplasme de ces cellules et l'endothélium.
Les implications pour la pratique future
La conclusion est inévitable que l'hypoalbuminémie liée à la maladie pulmonaire à COVID-19 est proportionnelle à la gravité de la détresse respiratoire.
Les scientifiques théorisent que le virus provoque une fuite capillaire pulmonaire médiée par la réaction inflammatoire intense, qui est une cause majeure des manifestations de la maladie ainsi que des résultats de laboratoire et d'imagerie.
Une réduction de l'albumine sérique est fréquemment observée dans l'inflammation et la maladie aiguë. Les raisons incluent l'augmentation de la perméabilité des vaisseaux sanguins, l'albumine pénétrant plus librement dans les espaces extravasculaires tandis qu'elle se décompose plus facilement.
Même si la synthèse d'albumine est augmentée dans de tels états, y compris les traumatismes, les infections ou les chocs, la dégradation intracellulaire de l'albumine se traduit par une masse totale plus faible, ce qui indique un résultat moins bon ainsi qu'une réponse négative à une seconde insulte, telle que chirurgie. D'un autre côté, l'administration d'albumine n'est pas systématiquement liée à de meilleurs résultats chez ces patients, sauf en cas de choc septique.
Dans la grippe A aiguë et d'autres pneumonies virales, le virus endommage directement la barrière épithéliale-endothéliale provoquant un œdème exsudatif, avec une riche teneur en protéines. Les cellules endothéliales forment près d'un tiers de tous les types de cellules dans les poumons, et donc. Cependant, leur contribution à la limitation du flux protéique est relativement limitée, l'effet cumulé est très important.
L'autopsie des patients dans la présente étude a montré que les deux côtés de la barrière étaient largement endommagés, permettant un passage accru du liquide et des protéines du sang aux alvéoles pulmonaires. Les dommages endothéliaux peuvent également déclencher des voies de coagulation, qui agissent conjointement avec une perte de fluide capillaire pour provoquer la coagulation dans la microcirculation.
À la suite de ces résultats, des essais de médicaments sont en cours pour tester l'efficacité et l'innocuité des médicaments qui empêchent la fuite de sang et de fluides des capillaires dans l'espace alvéolaire pulmonaire ou évitent la perturbation de la barrière épithéliale.
Les chercheurs conseillent, en conclusion: «Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour obtenir des informations plus approfondies sur les mécanismes menant à cette condition et pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour atténuer ou même éviter la dysfonction endothéliale.»
*Avis important
medRxiv 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.
