Dans une étude récente publiée dans Science Médecine translationnelleles chercheurs ont évalué l’association entre les tissus adipeux (AT) et la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) en évaluant les cas d’autopsie COVID-19 et en profilant les réponses AT aux infections par le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SARS-CoV-2).
Des études ont rapporté que l’obésité était un facteur de risque pour le développement, la gravité et la mortalité associée des infections par le SRAS-CoV-2, quels que soient l’âge et les comorbidités. L’obésité est caractérisée par une inflammation AT de bas grade et chronique. L’obésité peut être associée à des résultats indésirables d’infection par le SRAS-CoV-2 en raison (i) d’atteintes pulmonaires, (ii) de l’état d’hypercoagulation et d’inflammation systémique généralisée, (iii) de réponses immunologiques altérées, (iv) d’un risque élevé d’endotoxémie chez les personnes obèses, ou (v) par infection AT directe par le SARS-CoV-2. Les mécanismes sous-jacents à l’association n’ont pas été bien caractérisés et justifient une enquête plus approfondie.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont exploré si l’infection AT par le SRAS-CoV-2 contribue à la pathogenèse du COVID-19.
Une analyse quantitative en temps réel de la réaction d’amplification en chaîne par polymérase-transcription inverse (RT-PCR) a été réalisée pour détecter la présence du SRAS-CoV-2 dans les échantillons d’AT, de cœur, de rein et de poumon des individus en cas d’autopsie. Par la suite, l’acide ribonucléique (ARN) sur place l’hybridation (ISH) a été réalisée sur des tissus épicardiques AT (EAT) et pulmonaires obtenus à partir des cas d’autopsie. De plus, des échantillons de patients non-COVID-19 ont été obtenus comme témoins.
En outre, les participants subissant une chirurgie cardiothoracique ou bariatrique ont été recrutés et des adipocytes matures ont été récupérés à partir de leurs échantillons AT viscéraux (VAT), AT sous-cutanés (SAT), AT péricardiques (PAT) et AT épicardiques. Des adipocytes dérivés de PAT différenciés des préadipocytes ont été infectés par le SRAS-CoV-2 pour évaluer leur expression de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2).
L’ACE2 pleine longueur (exon 2 à l’exon 3), les isoformes de l’AC2 (de l’exon 9a à l’exon 10) et l’ACE2 total (de l’exon 17 à l’exon 18) ont été évalués à l’aide de l’A549 exprimant l’ACE2 et de l’ACE2 non exprimant (lignée cellulaire d’adénocarcinome humain ) cellules. De plus, l’expression de l’ACE2 a été évaluée à l’aide d’Abs (anticorps) spécifiques des terminaux C et N du SRAS-CoV-2.
De plus, les SVC (cellules vasculaires stromales) de l’AT humain ont été infectés par le SRAS-CoV-2 et évalués par analyse RT-qPCR [for the presence of SARS-CoV-2 nucleocapsid (N) gene], tests de plaque et analyse par cytométrie en flux (FC). La production de protéines SARS-CoV-2 a été évaluée parmi six types de SVC, à savoir les macrophages, les préadipocytes, les cellules dendritiques, les cellules endothéliales et les lymphocytes T et B, et les MDM humains (macrophages dérivés de monocytes) ont également été infectés pour obtenir plus de macrophages.
L’expression de médiateurs inflammatoires tels que les gènes liés au facteur de nécrose tumorale alpha (TNFα), à l’interleukine-6 (IL-6) et à l’interféron (IFN) [IFN alpha 1 (IFNα1), IGN beta 1 (IFNβ1), IFN-stimulated gene 15 (ISG15), IFN-α inducible protein 27 (IFI27), and immediate early response gene (IER3)] par des SVC infectés dérivés du VAT, du SC AT, des adipocytes différenciés et des cellules A549-ACE2 ont été évalués.
Une analyse de séquençage d’ARN unicellulaire (scRNA-seq) a été réalisée sur les SVC de VAT et SC AT de patients de chirurgie bariatrique (n = 3), avec 198 759 profils unicellulaires résultants. De plus, les gènes différentiellement exprimés (DEG) entre les préadipocytes infectés par le SRAS-CoV-2 et non infectés ont été évalués par GSEA (analyse d’enrichissement de l’ensemble de gènes) sur la base de la base de données REACTOME, et l’analyse UMAP (approximation et projection uniformes du collecteur) a été effectuée.
Résultats
L’ARN du SRAS-CoV-2 a été détecté parmi EAT, VAT et SAT parmi sept échantillons d’autopsie avec une valeur moyenne de Ct (seuil de cycle) de 33 et des niveaux comparables parmi les échantillons AT, cardiaques et rénaux. Les charges virales étaient associées à une infiltration cellulaire inflammatoire et à deux cibles distinctes des infections par le SRAS-CoV-2 : les adipocytes et les macrophages inflammatoires AT-résidents. De plus, le SARS-CoV-2 N a été détecté parmi les adipocytes matures infectés de VAT et SAT, indiquant une réplication virale.
L’infection adipocytaire productive s’est différenciée des cellules souches mésenchymateuses (MSC), indiquant que les adipocytes étaient permissifs au SRAS-CoV-2. Les macrophages ont été infectés de manière avortée ; cependant, le virus a initié des réponses inflammatoires par les macrophages infectés et les préadipocytes voisins. Ni les macrophages enflammés résidant dans les tissus ni les adipocytes n’ont montré une expression constante de l’ACE2, ce qui indique que l’entrée du SRAS-CoV-2 n’était pas dépendante de l’ACE2, une considération essentielle pour le développement d’agents thérapeutiques pour améliorer les résultats du COVID-19.
Les préadipocytes SAT ont systématiquement montré une perturbation plus forte que les préadipocytes viscéraux lorsqu’ils sont infectés par le SRAS-CoV-2. L’ACE2 de pleine longueur a été identifié parmi les adipocytes différenciés mais pas dans les préadipocytes et un seul échantillon d’adipocytes matures. Parmi les SVC infectés dérivés de SAT et de VAT, IL-6, IFNA1, IFNB1 et ISG15 ont été régulés positivement.
L’IFI27 a été induit dans les cellules A549 exprimant l’ACE2 après l’infection par le SRAS-CoV-2, mais pas parmi les SVC infectés, et l’IFNβ1 a été modérément induit après l’infection différenciée des préadipocytes. Par conséquent, l’infection AT par le SARS-CoV-2 induit des réponses anti-SARS-CoV-2 qui s’altèrent avec le temps et sont atténuées parmi les adipocytes par rapport aux SVC.
L’infection de SVC dérivés de SAT ou de VAT par le SARS-CoV-2 a provoqué une régulation à la hausse du facteur de croissance dérivé des plaquettes (PDGF)-AA, AB/BB, IFN gamma-induced protein (IP)-10, IL-4, 13 et d’autres cytokines de type 2 avec une expression élevée de chimiokines du ligand de chimiokine à motif CC (CCL)-3,4,8 parmi les macrophages. Les résultats indiquent que l’infection par le SRAS-CoV-2 dans l’infection AT entraîne l’expression de cytokines inflammatoires liées à la gravité du COVID-19, principalement médiée par le SVC.
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que l’infection par le SRAS-CoV-2 de l’AT peut contribuer à la gravité du COVID-19 par la réplication du SRAS-CoV-2 dans les adipocytes et l’induction d’une inflammation locale et systémique entraînée par l’infection des macrophages résidents de l’AT.
