Lorsqu’un rhinovirus, cause la plus fréquente du rhume, infecte la muqueuse de nos voies nasales, nos cellules travaillent ensemble pour combattre le virus en déclenchant un arsenal de défenses antivirales. Dans un article publié le 19 janvier dans le journal Cell Press Presse Cellulaire Bleules chercheurs démontrent comment les cellules de notre nez travaillent ensemble pour nous défendre contre le rhume et suggèrent que la défense de notre corps contre le rhinovirus – et non le virus lui-même – prédit généralement si nous attrapons ou non un rhume, ainsi que la gravité de nos symptômes.
En tant que première cause de rhume et cause majeure de problèmes respiratoires chez les personnes souffrant d’asthme et d’autres maladies pulmonaires chroniques, les rhinovirus sont très importants pour la santé humaine. Cette recherche nous a permis d'examiner la muqueuse nasale humaine et de voir ce qui se passe lors d'infections à rhinovirus aux niveaux cellulaire et moléculaire.
Ellen Foxman, auteur principal, Yale School of Medicine
Pour ce faire, les chercheurs ont créé du tissu nasal humain cultivé en laboratoire. Ils ont cultivé des cellules souches nasales humaines pendant quatre semaines tout en exposant la surface supérieure à l'air. Dans ces conditions, les cellules souches se sont différenciées en un tissu contenant de nombreux types de cellules que l’on trouve dans les voies nasales humaines et la muqueuse des voies respiratoires pulmonaires, notamment des cellules qui produisent du mucus et des cellules dotées de structures ressemblant à des poils qui déplacent les cils et qui balayent le mucus hors des poumons.
« Ce modèle reflète les réponses du corps humain avec beaucoup plus de précision que les lignées cellulaires conventionnelles utilisées pour la recherche en virologie », explique Foxman. « Étant donné que le rhinovirus provoque des maladies chez les humains mais pas chez les autres animaux, les modèles organotypiques de tissus humains sont particulièrement précieux pour étudier ce virus. »
Le modèle a permis à l'équipe d'examiner les réponses coordonnées de milliers de cellules individuelles à la fois et de tester comment les réponses changeaient lorsque les capteurs cellulaires détectant le rhinovirus étaient bloqués. Ce faisant, les chercheurs ont observé un mécanisme défensif qui maintient les infections à rhinovirus à distance, coordonné par des interférons-protéines qui bloquent l’entrée et la réplication des virus.
Lors de la détection du rhinovirus, les cellules de la muqueuse nasale produisent des interférons, qui induisent une défense antivirale coordonnée des cellules infectées et des cellules voisines, rendant l'environnement inhospitalier pour la réplication virale. Si les interférons agissent assez rapidement, le virus ne peut pas se propager. Lorsque les chercheurs ont empêché expérimentalement cette réponse, le virus a rapidement infecté beaucoup plus de cellules, provoquant des dommages et, dans certains cas, la mort des organoïdes infectés.
« Nos expériences montrent à quel point une réponse rapide à l'interféron est essentielle et efficace pour contrôler l'infection à rhinovirus, même en l'absence de cellules du système immunitaire », explique le premier auteur Bao Wang de la Yale School of Medicine.
La recherche a également révélé d’autres réponses au rhinovirus qui se déclenchent lorsque la réplication virale augmente. Par exemple, le rhinovirus peut déclencher un système de détection différent qui amène les cellules infectées et non infectées à produire en synergie un excès de mucus, à augmenter l'inflammation et parfois à provoquer des problèmes respiratoires dans les poumons. Ces réponses pourraient constituer de bonnes cibles pour intervenir dans l’infection à rhinovirus et favoriser une réponse antivirale saine, affirment les chercheurs.
L'équipe reconnaît que les organoïdes utilisés contiennent des types de cellules limités par rapport à ceux du corps, car dans le corps, une infection attire d'autres cellules, y compris celles du système immunitaire, pour se joindre à la défense contre l'infection par le rhinovirus. Ils disent que comprendre comment d'autres types de cellules et facteurs environnementaux dans les voies nasales et les voies respiratoires calibrent la réponse du corps à l'infection par le rhinovirus est une prochaine étape importante de ce travail.
« Notre étude avance le paradigme selon lequel les réponses du corps à un virus, plutôt que les propriétés inhérentes au virus lui-même, sont extrêmement importantes pour déterminer si un virus provoquera ou non une maladie et quelle sera sa gravité », explique Foxman. « Cibler les mécanismes de défense constitue une voie passionnante pour de nouvelles thérapies. »
Cette étude a été financée par le Yale Colton Center for Autoimmunity, la Fondation Rita Allen et la China Scholarship Council Yale World Scholars Fellowship.
