La réplication du SRAS-CoV-2 dans les cellules nasales pourrait fournir une cible de vaccination

Les chercheurs ont découvert que les cellules ciliées nasales sont ciblées au début de l’infection au COVID-19, ce qui peut ouvrir la possibilité de prévenir l’infection en établissant une immunité de la muqueuse nasale.

Protéine ACE2 dans les cellules nasales. Crédit d’image : Institut des sciences fondamentales

La réplication du SRAS-CoV-2 cible les cellules ciliées nasales au début de l’infection au COVID-19

La pandémie de COVID-19 a entraîné une augmentation des études épidémiologiques avec des efforts de recherche axés sur des éléments tels que les mécanismes de l’infection, qui pourraient donner un aperçu du développement de traitements préventifs efficaces.

Le SRAS-CoV-2, l’agent causal du COVID-19, est connu pour infecter les cellules par interaction entre la protéine de pointe du virus et le domaine de liaison au récepteur extracellulaire de l’ACE2.

L’entrée virale dans les cellules est complétée par diverses protéases, permettant au virus et aux membranes cellulaires de fusionner. Bien que l’on sache que les voies respiratoires supérieures sont compromises au début de l’infection, les types exacts de cellules que le virus infecte au stade le plus précoce n’ont pas encore été identifiés.

Cependant, de nouvelles recherches dirigées par le directeur KOH Gou Young et des scientifiques du Center for Vascular Research au sein de l’Institute for Basic Science en Corée du Sud, ont maintenant pu découvrir les processus impliqués dans les premiers stades de l’infection au COVID-19.

Les chercheurs y sont parvenus en utilisant la coloration par immunofluorescence (IFS) et le séquençage d’ARN monocellulaire (scRNA-seq) sur les molécules impliquées dans le processus d’entrée virale. Le processus a permis à Koh et à ses collègues d’identifier les cibles virales au niveau cellulaire.

Des données ont d’abord été collectées sur la présence et l’abondance de molécules liées à l’entrée du SRAS-CoV-2, notamment ACE2, TMPRSS2 et FURIN à la surface de divers types de cellules dans l’épithélium nasal. Les protéines ont été trouvées en quantités les plus élevées sur les cellules ciliées, en particulier sur les côtés apicaux supérieurs des cellules.

Ensuite, les chercheurs ont étudié plus avant ces cellules épithéliales nasales à l’aide de scRNA-seq et ont visualisé les cellules en différents groupes.

Des échantillons ont été collectés auprès de 4 patients le premier jour de leur diagnostic de COVID-19, qui ont été comparés à 2 échantillons de donneurs sains. Il a été constaté que la fraction de cellules multiciliales était fortement réduite dans les échantillons de patients infectés, alors qu’il y avait une augmentation des cellules sécrétoires et des cellules en différenciation.

Cela indique que les cellules multiciliales sont les premières à être attaquées et tuées par le SARS-CoV-2, qui sont ensuite remplacées par ces derniers types de cellules.

L’étude a ensuite mesuré le niveau de transcrits d’ARNm du SRAS-CoV-2 dans les différents types de cellules.

Parmi toutes les cellules épithéliales des patients infectés par COVID-19, 38% des cellules étaient étiquetées comme des cellules SARS-CoV-2hi. Jusqu’à 75 % des gènes détectés dans ces cellules étaient d’origine virale, contre moins de 1 % pour les autres amas de cellules.

Ces résultats démontrent que ces cellules servent d’usines principales pour la production de masse de virus SARS-CoV-2.

Développer de nouvelles stratégies préventives en suivant les voies virales

Comprendre comment se produit l’infection virale peut fournir des indices importants pour développer des stratégies préventives et développer des agents thérapeutiques et des vaccins efficaces.

En tant que tels, les chercheurs ont ensuite utilisé une analyse de pseudo-trajectoire temporelle pour prédire les voies de différenciation de diverses cellules impliquées lors de l’infection. La trajectoire de différenciation a montré que les cellules du SRAS-CoV-2hi provenaient probablement de cellules ciliées.

Une analyse plus poussée des échantillons de patients infectés a déterminé de manière concluante que jusqu’à 85 % des usines de SARS-CoV-2 étaient en fait des cellules multiciliées.

Par conséquent, cette étude a indiqué que les cellules multiciliées de l’épithélium nasal sont les premières cellules ciblées au début de l’infection par COVID-19. Ces résultats impliquent que le ciblage de ces cellules à l’aide de traitements spécifiques, tels que des sprays nasaux, peut être une stratégie idéale pour freiner l’infection au COVID-19 dans les premiers stades.

En effet, des études pourraient examiner plus avant le potentiel des traitements nasaux pour arrêter la réplication du SRAS-CoV-2 dans son élan. Les recherches futures pourraient également viser à déterminer si les traitements post-infection peuvent également atténuer la gravité de la maladie et améliorer les taux de guérison.