Au cours des dernières années, des efforts considérables ont été déployés pour développer de meilleurs outils de diagnostic et de pronostic. Cependant, jusqu’à présent, les recherches se sont principalement concentrées sur le virus lui-même ou sur la réponse immunitaire qu’il déclenche. Pour unifier les outils de diagnostic et de pronostic pour les analyses COVID-19, les chercheurs proposent d’utiliser des vésicules extracellulaires (VE) provenant de biopsies liquides sériques.
Les véhicules électriques jouent un rôle crucial dans la signalisation intercellulaire, principalement car ils affectent les réponses immunitaires. Dans leur étude, l’équipe démontre une nouvelle signature de l’infection par le SRAS-CoV-2 en utilisant le profilage des VE immunitaires innés et adaptatifs, ainsi que les VE SARS-CoV-2 Spike S1+.
De plus, ils fournissent un outil unique pour surveiller la gravité de la progression de la maladie en traçant la coexistence des signatures virales et des cellules hôtes.
L’étude « Les vésicules extracellulaires sériques tracent la progression de la COVID-19 et les réponses immunitaires » a récemment été publiée sur le medRxiv* serveur de préimpression.
Étude : Les vésicules extracellulaires sériques retracent la progression du COVID-19 et les réponses immunitaires. Crédit d’image : Fit Ztudio / Shutterstock.com
Sommaire
Comment ils ont fait
Pour étudier les vésicules extracellulaires, les chercheurs ont analysé des échantillons de sérum de 20 patients atteints d’une infection légère au COVID-19 et de 17 personnes sans antécédents d’infection par le SRAS-CoV-2. Tous les patients atteints de la maladie COVID-19 présentaient des symptômes bénins, notamment de la fièvre, de la fatigue et une faiblesse musculaire.
Un analyseur de nanoparticules a été utilisé pour examiner la taille et la concentration des sous-ensembles de vésicules extracellulaires sériques. Les résultats ont montré que les patients infectés par le COVID-19 avaient une abondance de petites vésicules extracellulaires et de vésicules extracellulaires CD66b+ par rapport aux donneurs sains.
Le groupe infecté par le COVID-19 a également montré une réduction plus significative des vésicules extracellulaires extra-larges CD63+, CD38+, IgA+ et IgG+ que le groupe témoin.
Épuisement des vésicules extracellulaires dans l’apparition précoce de la maladie COVID-19
Les patients atteints de la maladie COVID-19 ont un fonctionnement dérégulé des cellules immunitaires, mais on ne sait pas si c’est à cause des changements induits par le COVID dans les vésicules extracellulaires.
L’équipe de recherche a d’abord examiné le marqueur canonique des leucocytes CD45 dans des échantillons de sérum. Des échantillons de sérum de cas bénins avaient diminué le nombre de vésicules extracellulaires CD45+. Ils ont également constaté une réduction significative des vésicules extracellulaires CD45+ 3 à 13 jours après l’apparition des symptômes.
Caractérisation des véhicules électriques sériques immuns chez des témoins sains et des patients COVID-19 légers. (A) Aperçu schématique du profilage des véhicules électriques à partir d’échantillons humains désignés. (B) Quantification de la distribution de taille des véhicules électriques sériques à partir d’échantillons humains désignés et de différents sous-ensembles de véhicules électriques, avec des billes de référence de taille avec un mélange de quatre tailles modales de 66 nm (petit), 91 nm (moyen), 113 nm (grand), 155 nm (extra large). Histogramme de dispersion latérale représentatif des perles de référence de taille en (B) et des EV sériques totaux provenant d’échantillons humains désignés sur la droite. (C, D) Quantification des VE sériques totaux et des VE CD45+ dans des échantillons humains désignés aux jours d’apparition des symptômes signalés. (E) Matrice de corrélation de rang de Spearman de la distribution de la taille des sous-ensembles d’EV sériques entre les donneurs sains et les patients COVID-19 légers. ANOVA unidirectionnelle, p < 0,05 *, p < 0,01 **, p < 0,005 ***.
Fait intéressant, les chercheurs ont découvert que les taux de vésicules extracellulaires CD45+ étaient restaurés chez les patients infectés 13 jours après l’apparition des symptômes.
Une corrélation significative entre les grandes et extra-grandes vésicules extracellulaires CD31 + avec la concentration totale de vésicules extracellulaires a été trouvée chez des donneurs sains et des échantillons de sérum de patients qui présentaient des symptômes pendant 13 jours.
Des échantillons de sérum de patients infectés qui présentaient des symptômes depuis moins de 13 jours étaient fortement corrélés avec de petites vésicules extracellulaires CD14+, CD19+, CD56+ et CD63+.
« Ces données suggèrent que les monocytes classiques, les cellules B 118 et les petits véhicules électriques dérivés de cellules tueuses naturelles sont principalement affectés au stade précoce du COVID-19 », ont déclaré les chercheurs.
Le SRAS-CoV-2 manipule les vésicules extracellulaires pour tromper les anticorps et augmenter la progression de la maladie
Des recherches antérieures ont suggéré que le SARS-CoV-2 Spike S1 contenant des vésicules extracellulaires pourrait servir de leurre pour tromper les anticorps neutralisants. Les chercheurs ont testé cette théorie en recherchant des vésicules extracellulaires de Spike S1+ dans des échantillons de sérum de patients infectés.
L’équipe a détecté des vésicules extracellulaires de pointe S1 + dans des échantillons de sérum sains, ce qui, selon les chercheurs, pourrait provenir d’épitopes à réaction croisée qui se lient aux anticorps de pointe S1. Dans le groupe COVID-19, cinq patients sur 16 avaient plus de 1,75 % de vésicules extracellulaires sériques du pic S1.
L’immunomarquage a montré que les échantillons de sérum prélevés sur des patients présentant des symptômes depuis moins de 13 jours présentaient des quantités significativement plus élevées de niveaux de vésicules extracellulaires de pointe S1 + CD31 + dans les tissus endothéliaux que les échantillons de sérum sains et les échantillons de sérum de patients présentant des symptômes depuis plus de 13 jours.
Les résultats confirment l’existence de vésicules extracellulaires spécifiques du SRAS-CoV-2 chez les patients infectés et proviennent probablement des tissus endothéliaux infectés par le SRAS-CoV-2.
Prédire la gravité de la maladie avec des vésicules extracellulaires
Une analyse exploratoire a montré des niveaux de vésicules extracellulaires en corrélation avec la gravité de la maladie. Les donneurs sains ont montré une forte association avec les vésicules extracellulaires CD45+. De plus, les vésicules extracellulaires CD38 + étaient significativement associées à des niveaux élevés de vésicules extracellulaires IgG +.
Les patients présentant des symptômes depuis moins de 13 jours présentaient des taux élevés de vésicules extracellulaires Spike S1+. Des quantités élevées de vésicules extracellulaires S1+ contenant et de pointe S1+ CD31+ étaient négativement corrélées avec les vésicules extracellulaires CD19+ et CD66b+.
Des échantillons de sérum de patients présentant des symptômes depuis plus de 13 jours étaient associés à des vésicules extracellulaires CD31+ et CD63+ élevées.
Les chercheurs concluent que «la dynamique de la distribution des sous-ensembles de véhicules électriques sériques a mis en évidence leurs valeurs prédictives dans les perspectives des réponses immunitaires globales de l’hôte et de la corrélation entre les véhicules électriques Spike S1 + spécifiques à la maladie et les réponses immunitaires au cours de la progression du COVID-19. L’étude renforce le potentiel des applications diagnostiques et pronostiques basées sur les EV sériques, potentiellement thérapeutiques dans le COVID-19, et facilement transférables à d’autres types d’infections virales et de cancers.
*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.
