Dans une récente étude publiée dans la revue Science Médecine translationnelleles chercheurs ont rapporté que l’anosmie à long terme après la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) pourrait être le résultat d’une inflammation persistante médiée par les lymphocytes T survenant dans l’épithélium olfactif même après l’élimination du syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus 2 (SRAS-CoV-2 ) du tissu olfactif.
Étude : La perte persistante d’odeur post-COVID-19 est associée à une infiltration de cellules immunitaires et à une expression génique altérée dans l’épithélium olfactif. Crédit d’image : Nicole Rerk/Shutterstock
Sommaire
Arrière plan
Un symptôme couramment signalé du COVID-19 et des séquelles post-aiguës du COVID-19 (PASC) est l’anosmie ou la perte des sens olfactifs. On pense que l’anosmie est causée par l’effet du SRAS-CoV-2 sur l’épithélium olfactif, qui se compose des neurones sensoriels olfactifs primaires détectant les odeurs, d’une couche de cellules sustentaculaires formant une barrière et de cellules souches basales ou cellules progénitrices qui restaurent le épithélium olfactif. Des études d’autopsie chez l’homme et des modèles animaux ont suggéré divers mécanismes expliquant l’anosmie chez les patients COVID-19, notamment des modifications de l’expression génique dans les neurones olfactifs, des modifications de la couche de mucus autour des cellules neuronales ciliées, une expression génique altérée dans les cellules sustentaculaires et une inflammation.
Cependant, les mécanismes à l’origine de l’anomie persistante chez les patients PASC ne sont toujours pas clairs. Les explications possibles incluent des dommages épithéliaux graves, une neuroinflammation et des dommages aux bulbes olfactifs ou au cortex olfactif du cerveau. Alors que les études d’autopsie sur les patients PASC ont trouvé des infections persistantes dans les cellules sustentaculaires et des changements moléculaires dans les neurones sensoriels, l’anatomie épithéliale a été retrouvée intacte sans infection dans les neurones olfactifs.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé des échantillons de biopsie d’épithélium olfactif provenant de neuf patients PASC souffrant d’anosmie persistante, qui a été vérifiée à l’aide d’un test d’identification des odeurs avant la biopsie. Des biopsies olfactives et des échantillons de mucus d’individus normosmiques avec et sans antécédents de COVID-19 ont été utilisés comme contrôle.
Les échantillons de biopsie ont été traités pour le séquençage de l’acide ribonucléique unicellulaire (sc-RNA seq) afin de déterminer les altérations cellulaires ou transcriptionnelles associées au dysfonctionnement olfactif persistant observé chez les patients PASC. De plus, une analyse immunohistochimique a été réalisée sur les tissus à l’aide d’anticorps primaires dirigés contre une large gamme d’antigènes comprenant la tubuline, le cluster de différenciation (CD) 45, CD3, CD68, CD207, le récepteur gamma/delta des lymphocytes T (TCR γ/δ), le marqueur spécifique des cellules sustentaculaires Ermin (ERMN), la protéine de marqueur olfactif (OMP), la protéine de nucléocapside du SRAS-CoV-2 et la région déterminante du sexe Y box 2 (SOX2).
De plus, les échantillons de muqueuse ont été soumis à un test multiplex à base de billes fluorescentes et à une cytométrie en flux pour tester 13 chimiokines et cytokines.
Résultats
Les résultats ont rapporté une infiltration de l’épithélium olfactif avec des cellules T sécrétant de l’interféron-γ (IFN-γ) et des changements dans la population de cellules myéloïdes entraînant une augmentation de CD207+ cellules dendritiques et une diminution des macrophages anti-inflammatoires. De plus, l’analyse de l’expression génique a révélé des réponses à la signalisation inflammatoire continue dans les cellules sustentaculaires malgré l’absence de protéines du SRAS-CoV-2 ou d’acide ribonucléique (ARN). Comparé au nombre de cellules sustentaculaires dans l’épithélium olfactif, le nombre de neurones sensoriels olfactifs, en particulier les neurones matures présentant l’OMP, a été observé comme étant inférieur.
Infiltrats de lymphocytes T dans les biopsies épithéliales olfactives nasales de patients hyposmiques PASC. (UNE) Images immunohistochimiques représentatives du tissu de biopsie nasale d’individus hyposmiques normosmiques non COVID-19, normosmiques post-COVID-19 ou PASC. Des coupes de tissus ont été immunocolorées pour le marqueur neuronal TUJ1, le marqueur de cellules pan-immunes CD45, le marqueur de cellules T CD3 et le marqueur de cellules myéloïdes CD68. Le tissu hyposmique PASC a montré un CD45 dense+ infiltration de cellules immunitaires, y compris CD3 proéminent+ infiltration lymphocytaire, qui était absente dans les groupes normosmiques ; CD68 dispersé+ les cellules étaient présentes dans toutes les conditions. (B) La zone agrandie (boîte jaune) de (A) montre CD3+ lymphocytes avec une infiltration proéminente dans l’épithélium olfactif (flèches blanches) ; la ligne blanche pointillée marque la lame basale. Barre d’échelle, 50 μm. (C) Des biopsies nasales supplémentaires ont été traitées pour le scRNA-seq afin de permettre des analyses quantitatives. La visualisation par projection d’approximation multiple uniforme (UMAP) d’ensembles de données combinés PASC hyposmiques et normosmiques de contrôle scRNA-seq intégrant 16 biopsies nasales humaines a permis une analyse et une annotation robustes des grappes de cellules. globules rouges, globules rouges ; pDC, DC plasmacytoïdes.
Contrairement aux cas aigus de COVID-19, il y avait une absence de changements transcriptomiques dans les neurones sensoriels olfactifs, et une inflammation sévère n’a pas non plus été observée chez les patients anosmiques liés au PASC. Au lieu de cela, des signatures de réponse à l’interféron et des populations de lymphocytes exprimant les lymphocytes T γ / δ et l’IFN-γ ont été observées dans les échantillons d’épithélium olfactif de patients PASC atteints d’anosmie.
La comparaison des phénotypes de cellules immunitaires d’humains atteints d’anosmie pendant le PASC et de ceux de hamsters atteints d’infections aiguës par le SRAS-CoV-2 a révélé que les infiltrats dans l’épithélium olfactif des hamsters infectés contenaient des monocytes, des neutrophiles et des macrophages au cours de la première semaine suivant l’infection, qui ont été résolus à la deuxième semaine. En revanche, les épithéliums olfactifs des patients PASC anosmiques ont été infiltrés de cellules T pendant des mois après COVID-19. Ces différences ont indiqué que les réponses immunologiques au cours de l’hyposmie ou de l’anosmie liée au PASC diffèrent considérablement des réponses immunologiques au cours des infections aiguës par le SRAS-CoV-2.
Alors que les mécanismes à l’origine du dysfonctionnement sensoriel affectant les neurones sensoriels olfactifs, les cellules sustentaculaires, les cellules basales horizontales et les cellules immunitaires restent flous, l’analyse des macrophages chez les patients atteints de COVID-19 sévère a indiqué qu’une reprogrammation pro-inflammatoire lors d’infections aiguës par le SRAS-CoV-2 induit une longue changements à long terme dans d’autres fonctions des cellules immunitaires.
Les résultats offrent un potentiel de développement d’options thérapeutiques qui peuvent être administrées par voie topique à l’épithélium olfactif ou à la fente olfactive, ce qui aiderait également à éviter d’autres réactions systémiques aux thérapies.
conclusion
Pour résumer, l’étude a examiné des échantillons de biopsie d’épithélium olfactif de patients PASC anosmiques à l’aide d’analyses immunohistochimiques et d’un séquençage d’ARN-sc. Les résultats ont révélé des différences significatives entre les réponses immunologiques lors d’infections aiguës par le SRAS-CoV-2 et l’anosmie liée au PASC. De plus, les épithéliums olfactifs chez les patients PASC anosmiques étaient infiltrés par des cellules T sécrétant de l’IFN-γ, et l’expression génique indiquait une signalisation inflammatoire continue malgré l’absence de protéines ou d’ARN du SRAS-CoV-2 dans le tissu olfactif.
