Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de prétirage, les chercheurs utilisent trois «omiques» et des tests sérologiques pour caractériser la trajectoire du long COVID (LC) chez les patients huit mois après avoir récupéré de l’infection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) mais avant de recevoir une maladie à coronavirus vaccin 2019 (COVID-19).
Étude: Le long COVID se manifeste par une dérégulation des lymphocytes T, une inflammation et une réponse immunitaire adaptative non coordonnée au SRAS-CoV-2. Crédit d’image : Kateryna Kon/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Environ 10 % des patients qui se sont rétablis du COVID-19 souffrent de séquelles post-aiguës de l’infection par le SRAS-CoV-2 (PASC), souvent appelées LC. Bien que les chercheurs aient proposé de multiples mécanismes pouvant contribuer au LC, il reste un besoin urgent de mieux comprendre la pathogenèse de cette affection, car les cas de LC continuent d’augmenter dans le monde et d’alourdir le fardeau des systèmes de santé publics.
Récemment, des approches basées sur les omiques réalisées sur des échantillons de plasma de patients LC ont montré des niveaux élevés de cytokines inflammatoires, telles que l’interféron-bêta (IFN-β) et l’interleukine-8 (IL-8), ainsi que des niveaux réduits de cortisol.
Les analyses sérologiques ont également identifié des niveaux élevés d’auto-anticorps anti-SRAS-CoV-2 chez les patients LC ; cependant, ces observations n’ont pas été systématiquement rapportées. De plus, la transcriptomique unicellulaire des cellules mononucléaires du sang périphérique (PBMC) a identifié des niveaux accrus de phénotypes LC spécifiques, y compris les sous-ensembles myéloïdes et tueurs naturels (NK).
Les lymphocytes T, en particulier les groupes de lymphocytes T de différenciation 4 (CD4)+, qui jouent un rôle clé dans l’immunité adaptative, sont cruciaux pour monter une réponse immunitaire efficace au SRAS-CoV-2. Néanmoins, les études évaluant l’impact des cellules CD4+ pendant la COVID-19 ont fourni des résultats contradictoires. À cette fin, alors que certaines études ont identifié des réponses élevées des lymphocytes T spécifiques du SRAS-CoV-2 chez les patients LC, d’autres ont observé une dégradation plus rapide des lymphocytes T CD8+ spécifiques du SRAS-CoV-2 dans cette population de patients.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé CyTOF pour la caractérisation phénotypique profonde de l’immunité des lymphocytes T chez les patients LC. Ensuite, ces données ont été combinées avec des analyses sérologiques standardisées et le séquençage de l’acide ribonucléique (RNAseq) et le dosage d’extension de proximité (PEA) basé sur la protéomique plasmatique de haute dimension (HD), qui sont tous deux des techniques omiques qui permettent la quantification simultanée de 384 analytes plasmatiques. .
Cette analyse a été menée sur huit mois et a inclus à la fois des LC et un ensemble apparié d’individus non LC. Cela a permis d’identifier des caractéristiques immunitaires uniques liées à la LC pour fournir des informations importantes sur les aspects mécanistes de cette maladie débilitante aux multiples facettes.
Pour les individus LC et non-LC, les chercheurs ont surveillé de manière exhaustive l’expression de l’IFNγ, de l’IL-2, de la protéine inflammatoire des macrophages 1b (MIP1b), du facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α) et de l’IL-6.
Schéma de conception expérimentale et analyses de données. Le plasma et les sérums de 27 individus avec Long COVID (LC) et 16 individus sans LC (Non-LC) ont été soumis à des analyses Olink et sérologiques. Les PBMC des mêmes individus ont été soumis à une analyse RNAseq, ainsi qu’à une analyse CyTOF au départ, ou après une stimulation de 6 heures avec des peptides dérivés de protéines de pointe SARS-CoV-2 (voir Méthodes) pour analyser les réponses des lymphocytes T. Les cellules pour CyTOF ont été traitées avec un marqueur de viabilité, fixées et colorées avec un panel de 39 paramètres (Tableau S2) avant analyse sur un instrument CyTOF. Les outils indiqués à droite ont ensuite été utilisés pour analyser les ensembles de données de grande dimension résultants.
Résultats de l’étude
Les données CyTOF ont révélé des variations significatives du nombre total de lymphocytes T CD4+ chez les patients LC, avec une proportion significativement plus élevée de lymphocytes T CD4+ à mémoire centrale (TCM), les cellules auxiliaires folliculaires T (Tfh) et les cellules T régulatrices (Tregs). Notamment, ces cellules ne sont pas nécessairement contre le SRAS-CoV-2 mais peuvent être dirigées contre d’autres virus comme l’herpès ou certains auto-antigènes.
Néanmoins, une étude récente a documenté que les personnes présentant des niveaux accrus de cellules Treg activées pendant le COVID-19 aigu ont connu une LC environ trois mois après s’être remises de l’infection. Cette observation, ainsi que la découverte susmentionnée de l’étude actuelle, suggèrent que les Treg initient et maintiennent la LC.
Les patients LC dans l’étude actuelle n’hébergeaient pas plus de lymphocytes T anti-SARS-CoV-2 polyfonctionnels dans les compartiments CD4 et CD8.
Des lymphocytes T anti-SARS-CoV-2 ont été détectés chez des patients LC et non LC pendant plusieurs semaines après avoir récupéré de l’infection. La persistance de TCM les cellules déclenchées par le SRAS-CoV-2 ont indiqué l’existence prolongée d’un réservoir viral à longue durée de vie dans les tissus corporels.
Les individus infectés par LC avaient moins de lymphocytes T CD8+ anti-SARS-CoV-2, mais pas de lymphocytes T CD8+ globaux qui exprimaient de manière cohérente les marqueurs d’épuisement programmés pour la mort 1 (PD1) et l’antigène 4 associé aux lymphocytes T cytotoxiques (CTLA4), ce qui est probablement en raison d’une stimulation continue avec les antigènes du SRAS-CoV-2.
Fait intéressant, les individus avec les marqueurs d’épuisement des lymphocytes T les plus élevés n’étaient pas ceux qui avaient le plus d’anticorps anti-SRAS-CoV-2, ce qui suggère que plusieurs endotypes LC pourraient être responsables de niveaux de virus persistants. Ainsi, de futures études devraient évaluer d’autres antiviraux, en dehors du nirmatrelvir-ritonavir, qui pourraient revigorer la capacité des lymphocytes T à éradiquer la virémie résiduelle.
Un sous-ensemble de lymphocytes T cytotoxiques et stimulés a été amplifié dans une plus grande mesure chez les femelles avec LC, tandis que les mâles ont montré un schéma contrasté. Une corrélation entre les lymphocytes T cytotoxiques et les symptômes LC gastro-intestinaux (GI) a également été observée. Pris ensemble, ces résultats indiquent que de futures études sont nécessaires pour déterminer si la fonction des cellules T cytotoxiques liées à la LC varie avec le sexe et les symptômes gastro-intestinaux.
Certains patients LC ont produit de l’IL-6 lors de la stimulation par la protéine de pointe du SRAS-CoV-2, ce qui suggère qu’une réponse inflammatoire contre le virus a persisté pendant au moins huit mois après l’infection. Ainsi, les futures études devraient étudier les stratégies thérapeutiques potentielles de LC ciblant l’IL-6.
Les patients LC ont également perdu les réponses immunitaires humorales et cellulaires coordonnées au SRAS-CoV-2 qui existent chez les individus complètement rétablis. De plus, l’analyse PEA a révélé que la production dérégulée d’IL-4 et d’IL-5 par les cellules Th2 a probablement contrecarré les réponses immunitaires humorales et cellulaires. Les initiateurs en amont de ces biomarqueurs pourraient inclure les réserves persistantes de SRAS-CoV-2, la réactivation des co-infections virales et l’auto-immunité.
Environ la moitié des personnes atteintes de LC avec des niveaux d’anticorps SARS-CoV-2 insignifiants ont présenté des réponses significatives des lymphocytes T dirigées contre le SARS-CoV-2. Une diaphonie inopportune entre les cellules B et T pourrait contribuer à l’étiologie de la LC, qui a été étayée par les données RNAseq dans cette étude.
En outre, les patients LC présentaient une expression co-régulée de gènes responsables de la fonctionnalité des lymphocytes T et de la synthèse des immunoglobulines. Par exemple, les patients LC avaient une expression élevée du gène SGALS9, ce qui a entraîné une plus grande production de galectine et, par conséquent, une plus grande libération de cytokines et une plus grande sévérité du COVID-19.
Les patients LC avec les niveaux de lymphocytes T anti-SARS-CoV-2 CD8+ les plus épuisés avaient les fréquences les plus basses de cellules Treg anti-SARS-CoV-2 CD4+, indiquant ainsi leurs mécanismes de régulation immunitaire potentiellement défectueux. De plus, les patients LC présentaient une expression génique positive de la détection olfactive et de la synthèse de l’hème, ce qui suggère l’implication de mécanismes non immuns dans la physiopathologie LC.
Plusieurs études ont rapporté que le SRAS-CoV-2 peut se lier à l’hémoglobine pour perturber le métabolisme de l’hème chez les personnes atteintes d’une infection aiguë. Ainsi, de futures études sont nécessaires pour identifier les associations entre le métabolisme du fer et sa relation avec la coagulopathie chez les patients LC.
conclusion
Les résultats de l’étude indiquent une signature dérégulée mais hautement pro-inflammatoire dans le LC. Alors que la physiopathologie LC semble être très complexe, l’étude actuelle a fourni des informations importantes sur ses facteurs pathophysiologiques potentiels.
*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.
