Une étude récente publiée sur bioRxiv* Le serveur de préimpression a étudié la sensibilité des macrophages aux virions du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2).
Des études antérieures ont caractérisé le cycle de réplication du SRAS-CoV-2 principalement dans les lignées cellulaires et les cellules épithéliales. Cependant, les différentes représentations de ce cycle dans d’autres types de cellules sensibles, comme les cellules immunitaires, nécessitent des recherches approfondies.
Sommaire
À propos de l’étude
La présente étude a évalué la sensibilité des macrophages aux virions infectieux du SRAS-CoV-2, provoquant la libération d’un médiateur antiviral et une réponse inflammatoire.
Pour modéliser la différenciation des monocytes en macrophages, l’équipe a incubé des macrophages dérivés de monocytes humains (HMDM) avec le SRAS-CoV-2 pour quantifier la libération de cytokines et surveiller les réponses des macrophages. L’équipe a ensuite étudié la sensibilité des HMDM à l’infection et à la réplication des virions du SRAS-CoV-2 avec des cellules épithéliales des voies respiratoires humaines cultivées permissives au SRAS-CoV-2 (Calu-3) considérées comme un contrôle positif.
Les auteurs ont ensuite évalué les différences entre les macrophages trouvés dans les poumons et le HMDM, concernant leur vulnérabilité à l’infection et à la réplication du SRAS-CoV-2. Des macrophages des voies respiratoires ont été obtenus de trois donneurs et injectés de SARS-CoV-2. De plus, les auteurs ont étudié le rôle de l’expression de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) dans la résistance des macrophages contre l’infection par le SRAS-CoV-2. Cela a été évalué en évaluant les niveaux de protéine et d’acide ribonucléique messager (ARNm) de l’ACE2 via une réaction en chaîne par polymérase quantitative (qPCR) et un immunotransfert.
L’étude a également étudié la capacité du SRAS-CoV-2 à se lier et à pénétrer la surface HMDM, sans l’intervention d’ACE2. La microscopie électronique à transmission a déterminé l’emplacement subcellulaire des virions qui s’approchent.
Résultats
Les résultats de l’étude ont montré que l’infection par le SRAS-CoV-2 n’a pas déclenché la libération de la chimiokine à motif C–X–C 10 (CXCL10), de l’interleukine 6 (IL-6) ou du facteur de nécrose tumorale (TNF) in vitro. Cependant, une sécrétion robuste de TNF et d’IL-6 a été observée en présence de mimétiques viraux synthétiques comme l’agoniste du récepteur de type péage (TLR), R848, et de CXCL10 pour le ligand de la protéine 5 associée à la différenciation du mélanome (MDA5). De plus, les analyses d’ARNm ont montré qu’il n’y avait pas de régulation à la hausse de HMDM en présence de virions du SRAS-CoV-2, tandis que R848 et le poly I:C (pIC) transfecté provoquaient une sécrétion élevée.
On a observé que les cellules Calu3 étaient très sensibles au SRAS-CoV-2 à faible comme à forte dose d’infection, comme l’indique la croissance de l’ARN viral associé aux cellules. Cependant, ces niveaux d’ARN viral n’ont montré aucune augmentation en présence de HMDM infecté. De plus, la protéine virale nouvellement synthétisée a été trouvée dans les cellules témoins Calu3, l’expression de la nucléoprotéine virale (NP) passant de deux heures à 72 heures dans Calu3. En revanche, HMDM n’avait pas de NP viral nouvellement synthétisé car l’expression de NP était à peine détectée 24 heures après l’infection. Dans l’ensemble, ces résultats ont montré que les cellules HMDM n’étaient pas sensibles au SRAS-CoV-2 et ne soutenaient pas la génération d’ARN et de protéines viraux nouvellement produits.
De plus, les macrophages des voies respiratoires infectés par le SRAS-CoV-2 n’ont présenté aucune augmentation de l’ARN viral associé aux cellules entre deux et 24 heures d’infection. Cependant, le surnageant Vero E6 a montré une augmentation des niveaux d’ARN viral qui indiquait une réplication virale productive et la synthèse d’ARN viral à partir de cellules infectées, qui était absent dans les macrophages infectés des voies respiratoires. Ces données ont mis en évidence que les macrophages des voies respiratoires n’étaient pas permissifs aux premiers stades de la réplication virale.
L’évaluation des niveaux de protéine ACE2 et d’ARNm dans HMDM a montré de faibles niveaux d’expression d’ARNm ACE2 alors qu’aucune expression de protéines ACE2 n’a été observée. De plus, aucune protéine ACE2 n’a été trouvée dans les macrophages des voies respiratoires. Cependant, la surexpression d’ACE2 dans les cellules THP-1 a produit des niveaux détectables de protéine ACE2 et d’ARNm. L’équipe a également trouvé des niveaux détectables de sérine protéase transmembranaire 2 (TMPRSS2) dans les cellules THP-1-ACE2 et HMDM.
L’étude a également montré que HMDM et THP-1-ACE2 avaient des virions internalisés qui étaient intacts dans le système phagosomal alors que seules les cellules THP-1-ACE2 avaient des virions qui étaient liés et presque fusionnés à la membrane plasmique. Ces virions particuliers avaient une structure morphologique similaire aux nouveaux virions libérés par les cellules Calu3.
L’expression endogène de TMPRSS2 a suggéré que les cellules THP-1-ACE2 permettent la fusion du virus avec la membrane plasmique, délivrant ainsi le NP viral et le génome dans le cytoplasme. Dans l’ensemble, ces résultats montrent que même si HMDM a permis l’absorption du SARS-CoV-2 dans les compartiments phagosomiques, les faibles niveaux d’expression de l’ACE2 ont empêché le traitement de la protéine SARS-CoV-2 spike (S) et la fusion du virus -membrane cellulaire.
Conclusion
Les résultats de l’étude ont montré que les macrophages humains ne sont pas sensibles aux infections par le SRAS-CoV-2 à moins qu’il n’y ait une augmentation de l’expression de l’ACE2 et que le stade précoce de la réplication virale ne commence. Les chercheurs pensent que cette étude fournit un meilleur aperçu du tropisme cellulaire du SRAS-CoV-2 et de son impact sur les voies immunitaires. De plus, cette étude peut aider à développer de nouvelles cibles thérapeutiques pour de nouveaux médicaments pour traiter les infections par le SRAS-CoV-2.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
