Une étude menée par l’Université baptiste de Hong Kong (HKBU) a révélé l’association entre la diminution rapide des niveaux d’anticorps chez certains patients COVID-19 récupérés et une concentration plasmatique élevée d’un métabolite appelé glycylproline (gly-pro) et de son enzyme productrice.
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Cai Zongwei (à gauche) et le Dr Yang Zhu (à droite) a révélé l’association entre la diminution rapide des niveaux d’anticorps chez certains patients COVID-19 récupérés et une concentration plasmatique élevée d’un métabolite appelé gly-pro et de son enzyme productrice . Crédit image : Université baptiste de Hong Kong
Les chercheurs ont également découvert que l’application d’un agent inhibiteur peut contrecarrer les activités de gly-pro et de son enzyme productrice, ce qui a aidé à maintenir les niveaux d’anticorps COVID-19 dans un modèle murin. Les résultats offrent des informations importantes qui pourraient aider au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques et de vaccination contre le virus.
Les résultats de la recherche ont été publiés dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS), une revue scientifique internationale de renommée.
Sommaire
Les niveaux d’anticorps chutent chez certains patients COVID-19 récupérés
Les niveaux d’anticorps COVID-19 parmi les individus d’une communauté sont cruciaux pour l’immunité collective contre le virus. En général, les patients COVID-19 récupérés ont des taux d’anticorps élevés en raison de leurs réactions immunitaires naturelles. Cependant, les niveaux d’anticorps chez certains patients COVID-19 récupérés ont chuté rapidement au cours de quelques semaines, et le mécanisme sous-jacent de ce phénomène reste mal compris.
Depuis le début de la pandémie, des études de recherche ont révélé des changements dans les niveaux plasmatiques de cytokines et de métabolites chez les patients atteints de COVID-19. Sur la base de ces observations, une équipe de recherche dirigée par le professeur Cai Zongwei, professeur titulaire du département de chimie et directeur du State Key Laboratory of Environmental and Biological Analysis, et le Dr Yang Zhu, premier auteur de cet article et professeur assistant de recherche du département de chimie de HKBU, a étudié comment les cytokines et les métabolites plasmatiques sont associés aux niveaux d’anticorps chez les patients COVID-19 récupérés.
Métabolite gly-pro associé aux taux d’anticorps
L’équipe de recherche a analysé les profils de cytokines et de métabolites dans les échantillons de plasma de trois groupes de sujets. Le premier groupe comprenait 17 patients COVID-19 récupérés avec des niveaux d’anticorps COVID-19 stables ; le deuxième groupe comprenait 30 patients COVID-19 récupérés avec des niveaux d’anticorps COVID-19 en baisse rapide ; le troisième était un groupe témoin composé de 35 personnes qui n’avaient pas été infectées par le COVID-19.
Une série d’analyses informatiques quantitatives impliquant l’utilisation de techniques d’apprentissage automatique ont été utilisées pour comparer les niveaux de différentes cytokines et métabolites plasmatiques dans les trois groupes de sujets par rapport à leurs niveaux d’anticorps COVID-19. Les chercheurs ont ensuite comparé les deux groupes de patients récupérés avec le groupe témoin, et toutes les cytokines et métabolites avec des niveaux significativement différents entre les deux groupes et le groupe témoin ont été présélectionnés. Parmi les cibles présélectionnées, les niveaux de sept cytokines et de 20 métabolites se sont avérés différer significativement entre les deux groupes de patients COVID-19 récupérés.
Les chercheurs ont ensuite analysé l’association entre les cytokines et métabolites sélectionnés et les niveaux d’anticorps COVID-19 chez les patients récupérés. À partir des données recueillies, ils ont conclu que la concentration plasmatique du métabolite gly-pro avait augmenté le plus dans les deux groupes de patients récupérés par rapport au groupe témoin.
Dans l’ensemble, les niveaux de gly-pro dans le groupe de patients récupérés avec des niveaux d’anticorps qui s’estompent rapidement étaient quatre fois plus élevés que dans le groupe témoin, tandis que les niveaux de gly-pro dans le groupe de patients récupérés avec des niveaux d’anticorps COVID-19 stables étaient de deux et -une fois et demie plus élevé que le groupe témoin. Sur la base de ces résultats, les chercheurs ont étudié la relation entre les niveaux d’anticorps COVID-19 chez les patients récupérés et le gly-pro, ainsi que l’enzyme productrice de gly-pro qui est appelée dipeptidyl peptidase-4 (DPP4).
L’inhibition de gly-pro maintient des niveaux d’anticorps stables
L’équipe de recherche a mis en place une expérience de modèle de souris de quatre semaines pour tester l’hypothèse selon laquelle des niveaux élevés de gly-pro sont associés à une baisse rapide des niveaux d’anticorps COVID-19 chez les patients COVID-19 récupérés. Quatre groupes de 12 souris ont été injectés avec la protéine de pointe du virus COVID-19. Les groupes ont ensuite été respectivement traités avec : (1) du gly-pro exogène ; (2) un inhibiteur qui bloque la dégradation du gly-pro endogène ; (3) du gly-pro exogène et un inhibiteur de la DPP4 (la sitagliptine, qui est également un médicament antidiabétique) ; et (4) une solution saline.
Les taux sériques d’anticorps COVID-19 dans tous les groupes étaient similaires au cours de la première semaine de l’expérience. Les niveaux d’anticorps des souris du premier groupe ont diminué après la deuxième semaine, suggérant que l’augmentation des niveaux de gly-pro est associée à une baisse des niveaux d’anticorps COVID-19. Les niveaux d’anticorps des souris du deuxième groupe, qui avaient des niveaux de gly-pro relativement stables, ont également commencé à baisser au cours de la troisième semaine. La baisse plus lente des niveaux d’anticorps dans le deuxième groupe de souris par rapport au premier groupe montre que des quantités variables de gly-pro sont associées à la durée pendant laquelle un niveau d’anticorps stable peut être maintenu.
Pendant ce temps, les niveaux d’anticorps des souris du troisième groupe sont restés stables tout au long de l’expérience. Cela montre que lorsque les activités de DPP4 sont inhibées, les effets négatifs de gly-pro peuvent être neutralisés et un niveau constant d’anticorps COVID-19 peut être maintenu.
Nouvelles perspectives pour les stratégies thérapeutiques et de contrôle des maladies
L’immunité de bouclier efficace pour une communauté contre la propagation de COVID-19 dépend fortement du maintien de niveaux d’anticorps stables chez les individus. Nos résultats expérimentaux suggèrent que les inhibiteurs de DPP4 peuvent maintenir efficacement des niveaux d’anticorps stables chez les souris infectées par le COVID-19. En conséquence, notre étude offre des informations importantes sur la manière dont nous pouvons développer une approche médicale similaire pour maintenir les niveaux d’anticorps COVID-19 chez l’homme, ce qui contribuera à la lutte mondiale contre la pandémie.
Professeur Cai Zongwei, professeur titulaire du Département de chimie et directeur du State Key Laboratory of Environmental and Biological Analysis
Le Dr Yang a déclaré : « D’autres études basées sur les résultats de nos recherches sont justifiées pour explorer le potentiel dans d’autres domaines de la thérapeutique et du contrôle des maladies, en particulier en termes d’autres applications. Par exemple, de nouvelles stratégies peuvent être développées pour améliorer l’efficacité de la vaccination dans l’augmentation des niveaux d’anticorps chez l’homme, en particulier chez les patients diabétiques, une population à haut risque bien connue pour le COVID-19.
