Dans une étude récente publiée dans le Journal de médecine cliniqueles chercheurs ont examiné la physiopathologie intestinale de l’infection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2).
Sommaire
Arrière plan
Bien qu’il s’agisse principalement d’une maladie respiratoire, la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) provoque également des symptômes gastro-intestinaux (GI) à des degrés divers chez les patients, avec des symptômes tels que diarrhée, nausées, gêne abdominale et vomissements, entre autres. Les troubles gastro-intestinaux sont considérés comme les conséquences directes de l’infection par le SRAS-CoV-2, car l’ARN viral est détecté dans les matières fécales de nombreux patients.
Cependant, les mécanismes sous-jacents à la diarrhée dans le COVID-19 sont mal connus. Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué si l’intestin est une entrée alternative pour le SRAS-CoV-2 et donc responsable des troubles gastro-intestinaux.
Preuve d’infection entérique par le SRAS-CoV-2
Les entérocytes de l’intestin grêle expriment les niveaux les plus élevés d’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) chez l’homme et co-expriment la protéase transmembranaire, la sérine 2 (TMPRSS2). Cependant, une étude n’a observé aucune corrélation entre l’expression de l’ACE2 et l’infectiosité des cellules dans les organoïdes intestinaux. Une autre étude a observé des cellules infectées par le SRAS-CoV-2 dans les organoïdes intestinaux, quelle que soit l’expression de surface de l’ACE2, suggérant un mécanisme d’entrée alternatif ou une régulation négative de l’ACE2 après l’infection.
Néanmoins, les expériences ACE2-knock-out (KO) avec des organoïdes intestinaux ont indiqué ACE2 comme récepteur obligatoire pour l’entrée virale. Il a été rapporté que l’infection par le SRAS-CoV-2 des cellules intestinales humaines entraîne une réponse innée médiée par l’interféron de type III (IFN). Curieusement, les chercheurs d’une étude ont observé des profils d’expression de gènes pro-inflammatoires et stimulés par l’IFN (ISG) dans des cellules infectées et spectatrices dans des organoïdes intestinaux.
La réplication du SRAS-CoV-2 était moins efficace dans les tissus intestinaux humains ex vivo, avec une réponse innée robuste induisant des IFN de types I et III. Cela contraste les observations de ex vivo tissus pulmonaires où le virus se réplique plus efficacement mais déclenche des réponses IFN atténuées. L’ARN viral a été systématiquement détecté dans les selles des patients COVID-19. La charge virale dans les matières fécales atteignait 10sept copies/g, suggérant que les réponses IFN n’ont pas altéré l’infection entérique.
En outre, l’ARN viral a également été détecté dans les eaux usées non traitées. Dans une étude où des patients COVID-19 ont présenté des symptômes gastro-intestinaux et ont subi un examen endoscopique, de l’ARN viral a été détecté dans l’estomac, le duodénum et les échantillons rectaux de personnes atteintes d’une maladie grave. En revanche, l’ARN viral n’a été détecté que dans le duodénum chez les patients non sévères.
Preuve de dommages à la barrière intestinale causés par l’infection par le SRAS-CoV-2
Le SRAS-CoV-2 provoque des effets cytopathiques dans les poumons, déclenchant l’apoptose des cellules épithéliales. Par conséquent, le SRAS-CoV-2 peut induire la mort cellulaire entraînant des altérations des jonctions serrées, de la couche de mucus ou la perturbation de l’intégrité de la monocouche épithéliale. La perturbation des couches barrières intestinales entraîne des fuites intestinales, c’est-à-dire une perméabilité intestinale accrue, ce qui permet aux commensaux et à d’autres bactéries pathogènes de se déplacer dans la lamina propia et ensuite d’entrer dans la circulation systémique.
Une étude a rapporté que la mort cellulaire dans les organoïdes intestinaux après une infection par le SRAS-CoV-2 n’était pas étendue. À l’opposé, in vitro des études avec des organoïdes dérivés de l’intestin ont révélé une désintégration observable d’organoïdes associée à des marqueurs apoptotiques. Les particules viables de SARS-CoV-2 doivent atteindre la lumière de l’intestin sous forme de virions infectieux pour pouvoir se répliquer dans le tractus gastro-intestinal.
Contrairement aux virus entériques, les virus enveloppés pourraient être éliminés par exposition aux sucs gastriques et à la couche de mucus dans le tractus gastro-intestinal. Les preuves suggèrent que le SRAS-CoV-2 reste stable dans une large gamme de pH, mais qu’il a perdu son infectivité dans un liquide gastrique de pH 1,5 à 3,5. De plus, une inactivation rapide du SRAS-CoV-2 par le suc entérique a été observée dans la lumière du côlon, ce qui implique que les particules inactives du SRAS-CoV-2 atteignent la lumière intestinale. Alternativement, d’autres cellules telles que des lymphocytes ou même des bactéries peuvent transporter le SRAS-CoV-2 vers l’intestin.
Une étude a observé la réplication du SRAS-CoV-2 in vitro dans un milieu de croissance bactérienne. Des examens de fluorescence et de microscopie électronique ont montré la présence de particules de SARS-CoV-2 à l’intérieur des bactéries. Malgré l’expression excessive d’ACE2 dans l’intestin humain et in vitro Infection par le SRAS-CoV-2 des entérocytes, l’intestin humain sain pourrait ne pas être perméable à l’entrée virale en raison des réponses antivirales, des liquides gastro-intestinaux et des multiples couches protectrices de la barrière intestinale.
Néanmoins, il existe des preuves d’une infection intestinale par le SRAS-CoV-2, ce qui suggère que l’intestin peut devenir permissif à l’infection dans certaines conditions. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour délimiter de manière exhaustive les conditions de in vivo Infection par le SRAS-CoV-2 des entérocytes humains. Bien que l’ARN viral ait été détecté dans les selles des patients, les données actuelles sur la récupération des particules virales infectieuses dans les matières fécales sont contradictoires.
Remarques finales
De nombreuses questions en suspens concernant les interactions entre le SRAS-CoV-2 et l’intestin humain persistent encore. Par exemple, il reste à établir si une réplication active du SRAS-CoV-2 se produit dans l’intestin. En outre, certaines conditions pourraient rendre l’intestin sensible à la réplication du SRAS-CoV-2, bien que les mécanismes sous-jacents restent mal définis.
De plus, la question de savoir si les symptômes gastro-intestinaux, en particulier la diarrhée, sont les conséquences directes de l’infection par le SRAS-CoV-2 du tractus gastro-intestinal ou de l’activation immunitaire locale/systémique reste incertaine. Les preuves actuelles soutiennent modérément la notion de tractus gastro-intestinal en tant que portail alternatif pour la diffusion du SRAS-CoV-2. Dans l’ensemble, une compréhension meilleure et plus complète des implications gastro-intestinales du COVID-19 est nécessaire pour améliorer la gestion de la maladie et concevoir des thérapies innovantes.
