Dans une étude récente publiée dans la revue Microbiologie naturelleles chercheurs ont étudié les différences liées à l'âge dans les réponses des cellules épithéliales nasales (NEC) à l'infection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) dans des groupes pédiatriques, adultes et adultes plus âgés.
Étude : Réponses épithéliales nasales spécifiques à l'âge à l'infection par le SRAS-CoV-2. Crédit d'image : Designua/Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
Malgré l’efficacité des vaccins, l’âge reste le principal facteur de risque de mortalité lié à la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). Le SRAS-CoV-2 infecte initialement les NEC, ce qui est essentiel pour comprendre la progression vers des problèmes respiratoires graves. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre pleinement les mécanismes à l’origine des différences liées à l’âge en réponse au SRAS-CoV-2, ce qui pourrait conduire à des thérapies ciblées et à de meilleurs résultats pour différents groupes d’âge.
À propos de l'étude
Les participants à la présente étude ont été recrutés dans cinq sites hospitaliers majeurs de Londres, au Royaume-Uni (Royaume-Uni), dont le Great Ormond Street Hospital National Health Service (NHS) Foundation Trust, le Royal Free London NHS Foundation Trust, l'University College London Hospitals NHS. Foundation Trust et le Whittington Health NHS Trust, entre mars 2020 et février 2021. Tous les participants ont donné leur consentement par écrit et l'étude a été approuvée éthiquement par la Living Airway Biobank, gérée par le Great Ormond Street Institute of Child de l'University College London (UCL). Santé. Les personnes exclues de la participation étaient les fumeurs actuels, ceux atteints d'un cancer actif ou d'un déficit immunitaire, les receveurs récents de transfusions sanguines et ceux souffrant de maladies respiratoires chroniques telles que l'asthme ou la fibrose kystique.
Des brossages nasaux ont été collectés auprès de donneurs sains de trois groupes d'âge – pédiatriques (0 à 11 ans), adultes (30 à 50 ans) et adultes plus âgés (≥ 70 ans) – qui avaient été testés négatifs pour le SRAS-CoV-2 et n'ont montré aucun symptômes respiratoires au cours des sept semaines précédant le prélèvement. Les échantillons ont été collectés à l’aide de brosses cytologiques et immédiatement traités pour préserver l’intégrité cellulaire, selon des directives strictes.
Les NEC ont été cultivés à une interface air-liquide, infectés par le SRAS-CoV-2 et surveillés pour détecter les modifications de l'expression des gènes et des protéines, la différenciation cellulaire et la dynamique de la réplication virale.
Schéma de la méthode et du modèle utilisés pour étudier l’infection par le SRAS-CoV-2 des cellules épithéliales nasales pédiatriques (P, <12 ans), adultes (A, 30 à 50 ans) et adultes plus âgés (O, >70 ans).
Résultats de l'étude
En examinant la composition cellulaire des NEC à différents âges, un ensemble de données de 139 598 cellules a été analysé à l’aide du séquençage de l’acide ribonucléique (ARN) unicellulaire, révélant 24 types ou états de cellules épithéliales distincts. Celles-ci allaient des cellules basales, avec des sous-populations telles que les cellules cycliques basales et de transition basale | épithéliale-mésenchymateuse (EMT), aux cellules sécrétoires et ciliées, chacune classée par catégories d'expression génique uniques liées à diverses fonctions, y compris la défense de la muqueuse.
L’étude a également noté des variations liées à l’âge dans la répartition de ces types de cellules. Les adultes présentaient une abondance plus élevée de cellules basales/progénitrices que les enfants, une tendance qui concorde avec les résultats d’études épithéliales nasales antérieures. Malgré ces différences, l’activité ciliaire et les niveaux d’expression de protéines structurelles comme la tubuline n’ont montré aucun changement significatif avec l’âge. Cependant, les cultures de NEC provenant de personnes âgées se sont révélées plus épaisses, ce qui suggère un arrangement cellulaire plus dense sans affecter l'intégrité de la barrière épithéliale.
Une découverte frappante dans les cultures pédiatriques était la présence accrue d’un type spécifique de cellules caliciformes, indiquant un changement dans l’état cellulaire non observé chez les adultes ou les personnes âgées. Malgré les niveaux de protéines totales similaires des facteurs d’entrée du SRAS-CoV-2 dans tous les groupes d’âge, les niveaux d’ARN messager (ARNm) de ces protéines étaient nettement plus élevés dans les cellules caliciformes pédiatriques, ce qui suggère une susceptibilité différente à l’infection virale selon les âges.
Lors de l’exploration de la dynamique de réplication virale, les cultures NEC infectées par une souche SARS-CoV-2 de première lignée n’ont pas montré de différences significatives dans le nombre de lectures virales au fil du temps selon les groupes d’âge. Cependant, le type de cellules infectées variait, les individus plus jeunes présentant des infections concentrées dans moins de types de cellules que les adultes et les personnes âgées. Il est intéressant de noter que les personnes âgées ont montré une plus grande propagation de l’infection virale au sein de la culture, comme en témoigne un pourcentage plus élevé de cellules exprimant l’ARN viral.
L’étude s’est étendue aux effets du SRAS-CoV-2 sur les phénotypes cellulaires, révélant que l’infection entraînait une diminution de l’épaisseur de la culture et compromettait l’intégrité épithéliale chez les adultes et les personnes âgées. Il y a également eu une augmentation notée de la mobilisation des cellules basales chez les personnes âgées, ce qui suggère une réponse accrue à l'infection impliquant des mécanismes de réparation cellulaire et contribuant peut-être à des conséquences plus graves de la maladie. De plus, les NEC des adultes plus âgés ont montré une propension plus élevée à exprimer des marqueurs liés aux lésions tissulaires et à la fibrose, ce qui peut expliquer les impacts physiques et cliniques plus prononcés du COVID-19 observés dans les populations plus âgées.
Conclusions
Pour résumer, l’étude a analysé 139 598 NEC à différents âges, révélant 24 types de cellules distincts à l’aide du séquençage d’ARN unicellulaire. Il a montré des différences de distribution cellulaire liées à l’âge, les adultes ayant plus de cellules basales/progénitrices et les adultes plus âgés présentant des cultures NEC plus épaisses. Les cultures pédiatriques présentaient une augmentation des cellules caliciformes spécifiques, indiquant des susceptibilités variables au SRAS-CoV-2. Même si la réplication virale était constante d’un âge à l’autre, les personnes âgées ont connu une propagation plus large de l’infection. L’infection a modifié les phénotypes cellulaires, réduisant l’intégrité épithéliale chez les adultes et augmentant les marqueurs de lésions tissulaires chez les personnes âgées, soulignant l’importance de prendre en compte l’âge dans les stratégies liées au COVID-19.
