Dans une étude récente publiée dans Communication Nature, les chercheurs ont évalué le vieillissement épigénétique chez les patients atteints de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) et son impact sur la gravité de la COVID-19 par une analyse de profilage de la méthylation de l’acide désoxyribonucléique (ADN) à l’échelle du génome.
Sommaire
Arrière-plan
Des études ont rapporté que l’âge chronologique est un facteur de risque majeur de développer une forme sévère de COVID-19, indépendamment de l’absence ou de la présence de comorbidités liées à l’âge telles que l’obésité, les maladies cardiovasculaires et le diabète.
Des études ont rapporté des altérations épigénétiques de l’âge dans les infections virales telles que le VIH SIDA (syndrome d’immunodéficience acquise par le virus de l’immunodéficience humaine) et les infections à coronavirus (CoV). Des changements épigénétiques tels que la régulation de la méthylation de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2), les gènes de la réponse immunitaire et les voies liées à l’interféron (IFN) ont été associés à l’incidence du COVID-19 et aux résultats de gravité associés.
Cependant, les marqueurs moléculaires pour surveiller les cas de syndrome post-COVID-19 qui auraient besoin d’une assistance médicale à long terme parmi des millions de survivants du syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) font défaut.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué l’accélération du vieillissement épigénétique chez les patients atteints de COVID-19. Ils ont également déterminé l’association entre le vieillissement épigénétique accéléré et la gravité du COVID-19 par une évaluation longitudinale des caractéristiques du vieillissement biologique telles que l’attrition des télomères (TLA) dans les leucocytes et les modifications épigénétiques basées sur l’ADN.
Des échantillons de sang ont été prélevés sur 413 patients positifs au SRAS-CoV-2 [with severe COVID-19 (n=213) or non-severe COVID-19 (n=194)] et 232 individus en bonne santé et soumis à une analyse de méthylation de l’ADN à l’aide de matrices de méthylation EPIC. L’âge de méthylation de l’ADN (âge ADNm) et la longueur des télomères (TL) de tous les individus ont été calculés à l’aide d’horloges épigénétiques (horloges Horvath, Hannum, GrimAge PhenoAge et skinHorvath) et d’un estimateur TL basé sur l’ADN (DNAm TL), respectivement.
L’accélération de l’âge épigénétique des individus a été calculée sur la base d’une comparaison de l’âge épigénétique et de l’âge chronologique des individus pour déterminer si l’accélération du vieillissement épigénétique était associée au COVID-19 et à sa gravité. Le coefficient de corrélation de Pearson a été utilisé pour déterminer l’association entre l’âge chronologique, l’âge de l’ADNm et le TL des individus.
De plus, pour explorer le rôle du COVID-19 dans l’accélération de l’âge épigénétique, l’accélération dynamique de l’âge épigénétique a été analysée à travers différentes phases cliniques du COVID-19 dans la cohorte de Bernardes et al qui comprenait six cas infectés par le SRAS-CoV-2 et six témoins non infectés. Les phases de la COVID-19 ont été décrites en fonction de la présence de biomarqueurs inflammatoires et des exigences de ventilation mécanique, qui reflétaient la gravité de la COVID-19 et distinguaient les phases de la COVID-19 progressive et de récupération, sur la base de l’échelle ordinale de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) telle que décrite par Bernardes et al.
Résultats
Dans cette étude, une corrélation statistiquement significative a été trouvée entre les horloges épigénétiques et l’âge chronologique des individus (r > 0,8, p < 0,001) sauf pour l'horloge PhenoAge qui a montré une corrélation statistiquement significative mais plus faible (r = 0,7, p < 0,001). Au contraire, l'ADNm TL a montré une corrélation négative avec l'âge de l'ADNm et l'âge chronologique des individus (r = -0,6 à -0,9, p < 0,001).
L’âge de l’ADNm était significativement plus élevé chez les patients COVID-19 pour toutes les horloges épigénétiques à l’exception de PhenoAge par rapport aux individus non infectés (p < 0,05). Il a été prédit que les patients COVID-19, âgés de plus ou de moins de 50 ans, auraient un âge de l'ADNm et un TLA de l'ADNm significativement accélérés pour toutes les horloges à l'exception de l'horloge PhenoAge par rapport aux individus en bonne santé (p < 0,001). La même chose a été observée pour les patients atteints de COVID-19 sévère, en particulier ceux développant une pneumonie par rapport aux patients atteints de COVID-19 non sévère (p < 0,05).
Parmi les horloges épigénétiques, l’horloge GrimAge a montré la différence la plus statistiquement significative dans les tests par paires. De plus, l’accélération de l’âge de l’ADNm et de l’ADNm TLA a été observée dans les phases initiales de COVID-19 qui s’est partiellement inversée dans les phases de convalescence chez quelques patients.
conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré un vieillissement épigénétique accéléré (augmentation de l’âge de l’ADNm et des télomères plus courts) dans le COVID-19, qui était également associé au risque de développer un COVID-19 sévère. Les auteurs pensent que le vieillissement épigénétique accéléré dans le COVID-19 pourrait contribuer au syndrome post-COVID-19 chez ses survivants.
Par conséquent, le vieillissement épigénétique accéléré pourrait être utilisé comme biomarqueur pour prédire la gravité du COVID-19 et identifier les cas hautement prioritaires nécessitant des hospitalisations et le plus haut degré de soins. Un tel marqueur moléculaire pourrait ainsi contribuer à l’utilisation la plus efficace des ressources et des installations de soins de santé, réduire le fardeau de la maladie COVID-19 et réduire la mortalité associée au COVID-19.
Il a été rapporté que l’ADNm TL est relativement faiblement corrélé à l’estimation de la longueur des télomères basée sur la réaction en chaîne par polymérase (PCR). Ainsi, d’autres recherches utilisant l’analyse PCR sont nécessaires pour valider la corrélation entre TL et COVID-19.
