Des scientifiques chinois ont récemment déchiffré le réseau génétique et les mécanismes biologiques associés à la myocardite de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) à l’aide de méthodes bioinformatiques. Ils ont publié leurs découvertes dans la revue PLOS ONE.
Sommaire
Arrière plan
Un ensemble croissant de preuves a mis en évidence l’association entre le COVID-19 et la myocardite. La protéine de pointe du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), l’agent pathogène responsable du COVID-19, se lie au récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) pour initier l’entrée virale. Les organes avec une expression plus élevée d’ACE2, y compris les poumons, le cœur et les reins, sont donc particulièrement sensibles à l’infection par le SRAS-CoV-2.
Selon la littérature disponible, la liaison de la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 à l’ACE2 entraîne une régulation à la baisse de l’expression de l’ACE2, qui à son tour est responsable des lésions tissulaires. Par exemple, un faible niveau d’expression de l’ACE2 dans le tissu cardiaque est un facteur de risque connu pour les maladies cardiaques, y compris la myocardite.
Dans l’étude actuelle, les scientifiques ont mené une analyse basée sur la bioinformatique pour identifier les gènes critiques et les voies biologiques associées à la myocardite COVID-19.
Étudier le design
Les scientifiques ont identifié des gènes liés à la myocardite en analysant les ensembles de données de cellules souches cardiaques infectées par le SRAS-CoV-2 et de patients atteints de myocardite infectés par le SRAS-CoV-2. Ils ont apparié les gènes identifiés avec des gènes exprimés de manière différentielle pour identifier les gènes communs.
Pour identifier les voies biologiques vitales liées à la myocardite COVID-19, ils ont effectué une analyse des voies de l’Encyclopédie des gènes et des génomes de Kyoto (KEGG) et une analyse de l’ontologie génétique (GO) pour les gènes communs.
Gènes différentiellement exprimés dans la myocardite COVID-19
Un total de 850 gènes différentiellement exprimés ont été identifiés. Parmi ces gènes, 449 ont été régulés positivement et 401 ont été régulés négativement.
Un total de 10 modules de co-expression, contenant chacun plus de 80 gènes, ont été identifiés. Parmi ces modules, un a montré une association positive significative avec la myocardite COVID-19. Sur la base des critères de coupure définis dans l’étude, un total de 46 gènes communs avec une connectivité élevée dans le module ont été identifiés.
Pertinence biologique des gènes liés à la myocardite COVID-19
L’analyse GO des gènes a révélé que les gènes communs sont significativement liés aux voies du cycle cellulaire/de la division cellulaire. De plus, le cytosquelette et le chromosome des microtubules ont montré une implication significative dans les gènes communs.
L’analyse KEGG des gènes a révélé une association significative de gènes communs avec le cycle cellulaire, la méiose des ovocytes, la maturation des ovocytes médiée par la progestérone, la protéolyse médiée par l’ubiquitine et la réparation des mésappariements.
Réseau d’interaction protéine-protéine
Un réseau d’interaction protéine-protéine entre 46 gènes communs a été préparé dans l’étude. Une analyse bioinformatique du réseau a identifié six gènes critiques liés à la myocardite COVID-19.
Compte tenu de ces gènes critiques, des réseaux facteur de transcription-gène et facteur de transcription-miARN ont été identifiés. Un total de 25 miARN et 64 gènes de facteur de transcription ont été identifiés qui co-régulaient les gènes critiques.
Médicaments cibles pour la myocardite COVID-19
Comme mentionné par les scientifiques, les gènes critiques identifiés pourraient agir comme des biomarqueurs potentiels pour le diagnostic et le traitement de la myocardite COVID-19.
Compte tenu des gènes critiques, les médicaments liés à la myocardite COVID-19 ont été identifiés à partir de la base de données des signatures de médicaments, qui est une ressource d’ensemble de gènes qui relie les médicaments à leurs gènes cibles. Sur la base de la signification statistique, dix médicaments ciblés sur le gène de la myocardite COVID-19 ont été sélectionnés, notamment l’étoposide, le méthotrexate, la lucanthone, la troglitazone, le ciclopirox, le STL264925, la thalidomide, la génistéine, la Dmnq et la testostérone.
Parmi ces médicaments, l’étoposide, le méthotrexate et la troglitazone se sont avérés avoir des effets anti-SRAS-CoV-2, notamment l’inhibition de la réplication virale et la suppression de l’hyperinflammation liée à l’infection (tempête de cytokines).
Importance de l’étude
L’étude identifie six gènes critiques liés à la myocardite COVID-19, y compris la kinase dépendante de la cycline 1 (CDK1), le membre de la famille des kinésines 20A (KIF20A), la kinase de liaison PDZ (PBK), le membre de la famille des kinésines 2C (KIF2C), le cycle de division cellulaire 20 (CDC20) et l’enzyme de conjugaison de l’ubiquitine E2C (UBE2C). Ces gènes pourraient servir de biomarqueurs potentiels pour le diagnostic de la myocardite liée au COVID-19.
De plus, l’étude révèle que le SRAS-CoV-2 augmente le risque de myocardite en modulant un certain nombre de processus biologiques, notamment le cycle cellulaire et l’hydrolyse des protéines médiée par l’ubiquitine.
Il est important de noter que l’étude identifie les dix principaux composés médicamenteux susceptibles d’avoir un impact thérapeutique potentiel sur la myocardite liée au COVID-19.
