Le SRAS-CoV-2 infecte les monocytes et les macrophages, sans effet cytopathique

La pandémie de COVID-19 causée par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) a touché plus de 30 millions de personnes dans le monde. Originaire de Wuhan (Chine) à la fin de 2019, le virus a fait plus de 959000 morts à ce jour. Alors que la plupart des patients présentent de la fièvre, de la toux et de la fatigue, certains évoluent vers un syndrome de détresse respiratoire aiguë ou d'autres conditions critiques et souvent mortelles.

La gravité de la maladie COVID-19 est liée à l'âge et aux comorbidités, y compris les maladies coronariennes, le diabète et l'hypertension. Bien que le mécanisme de la maladie ne soit pas encore entièrement compris, de plus en plus d'études montrent des preuves solides d'un rôle significatif dans le système immunitaire. La physiopathologie du COVID-19 repose sur l'activation du système immunitaire et la lymphopénie, qui est un marqueur pronostique. Certaines preuves suggèrent que les cellules myéloïdes peuvent être impliquées dans la physiopathologie du COVID-19, soit directement en tant que cible du virus, soit indirectement.

Une équipe de chercheurs d'Aix-Marseille Univ, de l'IHU-Méditerranée Infection, de l'Institut Paoli Calmettes et du Laboratoire d'Immunologie, Marseille, France, a mené des expériences pour déterminer si le SRAS-CoV-2 peut affecter le compartiment myéloïde ou infecter les monocytes et les macrophages.

Les monocytes sont des cellules hématopoïétiques innées qui aident à maintenir l'homéostasie vasculaire et stimulent les réponses précoces aux micro-organismes lors d'infections aiguës. Il existe trois sous-ensembles de monocytes humains basés sur l'expression des antigènes de surface CD14 / CD16. Ce sont des CD14 classiques⁺CD16^– monocytes, intermédiaire CD14⁺CD16⁺ monocytes et CD14 non classiques^–CD16⁺ monocytes.

À propos de l'étude

Dans l'étude, publiée dans le serveur de pré-impression bioRxiv*, 76 patients atteints du SRAS-CoV-2 ont été confirmés positifs par réaction en chaîne transcriptase-polymérase inverse (RT-PCR). Dans les 48 heures suivant le diagnostic, les patients ont subi des tests cliniques et sanguins. Des cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC) ont été isolées à partir du sang de ces patients et de donneurs de sang sains qui ont agi en tant que témoins. Les cellules ont été infectées avec 50 pl de suspension de virus SARS-CoV-2.

L'ARN viral a été extrait des monocytes et des macrocytes, et les niveaux d'IL-10, de facteur de nécrose tumorale (TNF) -α, d'IL380 1β, d'interféron (IFN) -β et de facteur de croissance transformant (TGF) -β1 ont été quantifiés à l'aide d'un dosage immunologique spécifique. kits.

Les monocytes et les macrophages sont des cibles du SRAS-CoV-2

L'étude a montré que le SRAS-CoV-2 pouvait infecter les monocytes et les macrophages et stimuler la libération de cytokines sans aucun effet cytopathique. L'équipe a découvert que l'infection par le SRAS-CoV-2 était liée à la sécrétion de cytokines immunorégulatrices (IL-6, IL-10, TGF-β) et à la régulation positive des molécules de type M2.

De plus, la polarisation des macrophages in vitro ne tenait pas compte de la permissivité du SRAS-CoV-2, car l'infection des macrophages de type M1 et M2 était similaire. Dans le groupe d'étude de 76 patients COVID-19 avec une expression clinique légère à sévère, tous les sous-ensembles de monocytes circulants ont diminué, probablement en raison d'une émigration massive dans les tissus. Les monocytes de ces patients ont montré une diminution de l'expression de HLA-DR et une augmentation de l'expression de CD163, quel que soit l'état clinique.

L'infection par le SRAS-CoV-2 induit une immunoparalyse de l'hôte

L'infection par le SRAS-CoV-2 déclenche la production de cytokines immunorégulatrices, IL-6 et IL-10, dans les monocytes et les macrophages et déclenche un programme de transcription dans les macrophages enrichis en gènes de type M2. Le nombre de monocytes classiques, intermédiaires et non classiques a diminué chez les patients COVID-19, quel que soit le niveau de gravité. Ils ont également exprimé des niveaux significativement plus élevés de CD163, une molécule associée au phénotype immunorégulateur que celle exprimée par des témoins sains. Cependant, HLA-DR était diminué chez ces patients.

Les résultats de l'étude ont conduit à la conclusion que le SRAS-CoV-2 infecte les monocytes et les macrophages circulants et induit une immunoparalyse de l'hôte, facilitant ainsi la progression de la maladie COVID-19. Cela rappelle les résultats d'études précédentes sur le SRAS-CoV-1 qui ont montré comment le virus infecte les macrophages humains mais ne se réplique pas dans les cellules. De plus, des macrophages infectés par le SRAS-CoV-1 ont été détectés dans les poumons de patients atteints du SRAS.

Des études montrent que l'examen post-mortem des ganglions lymphatiques et de la rate des patients COVID-19 a montré la présence de la protéine nucléocapside du SRAS-CoV-2 dans les macrophages qui expriment CD169. Bien qu'il soit clair que les monocytes et les macrophages produisent des molécules telles que ACE2, TMPRSS2 et ADAM17 qui aident à reconnaître et à internaliser le SRAS-CoV-2, la capacité du virus à se répliquer à l'intérieur de ces cellules n'était toujours pas claire. Selon l'équipe de recherche, les résultats de leur étude soutiennent l'hypothèse d'une infection abortive similaire au SRAS-CoV-1 mais distincte de la réplication du MERS-CoV dans les macrophages.

«Dans les monocytes, le SRAS-CoV-2 a suscité un programme transitoire dominé par la régulation positive du gène IFNα, tandis que les macrophages ont présenté un programme transcriptionnel plus diversifié associant des gènes inflammatoires et anti-inflammatoires, qui s'est déplacé vers un programme anti-inflammatoire de type M2.

Ainsi, le SRAS-CoV-2 infecte les monocytes et les macrophages et induit une activation plus soutenue dans les macrophages sans effet cytopathique. Les résultats montrent également que la réponse des monocytes et des macrophages au virus SARS-CoV-2 est plus compliquée qu'on ne le pensait auparavant, et en analysant les monocytes circulants, l'équipe a trouvé une migration massive vers les tissus et les monocytes sanguins restants en mode de réparation. Cette observation peut jeter un peu de lumière sur le risque de complication post-COVID-19 pour des conditions telles que la fibrose.

*Avis important

bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas examinés par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.