Une étude récente publiée dans PLoS Biologie ont révélé que la réplication de la souche ancestrale du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) est moins efficace dans les cellules épithéliales nasales (NEC) des enfants.
Arrière plan
Les patients atteints de la maladie à coronavirus pédiatrique 2019 (COVID-19) développent généralement des symptômes plus légers que les adultes. De plus en plus de preuves indiquent que la population pédiatrique est moins sensible à l’infection par le SRAS-CoV-2 avec la souche ancestrale. Néanmoins, la proportion de cas pédiatriques a considérablement augmenté avec l’émergence des variantes préoccupantes du SRAS-CoV-2 (COV). On ne sait toujours pas si cette augmentation est une conséquence de la vaccination des adultes ou des changements fondamentaux du SRAS-CoV-2.
Il est prouvé que les NEC chez les enfants sont fondamentalement différents de ceux des adultes. Une expression plus faible des gènes de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) et de la protéase transmembranaire, de la sérine 2 (TMPRSS2) dans l’épithélium nasal des enfants a été observée par rapport aux adultes. Cependant, cela n’a pas été validé au niveau protéique. De plus, on suppose que la réponse innée au SRAS-CoV-2 pourrait différer fondamentalement entre les enfants et les adultes.
L’étude et les conclusions
La présente étude a examiné la cinétique d’infection différentielle et les réponses immunitaires au SRAS-CoV-2 chez les enfants et les adultes à l’aide de NEC primaires. Les NEC pédiatriques et adultes ont été différenciés à l’interface air-liquide et évalués au départ pour le phénotype cellulaire. Les NEC adultes se sont développés sous forme d’épithélium cylindrique pseudostratifié avec des cellules épithéliales ciliées et des cellules caliciformes dispersées.
De même, les NEC pédiatriques se sont développés sous forme de cellules épithéliales cylindriques pseudostratifiées avec des cellules épithéliales et caliciformes ciliées. Néanmoins, des cellules dispersées avec un cytoplasme condensé et un noyau pycnotique ont également été notées, indiquant potentiellement un taux métabolique et un taux de renouvellement plus élevés dans les cellules pédiatriques. La coloration par immunofluorescence a révélé des niveaux de surface inférieurs d’ACE2 sur les NEC pédiatriques que sur les NEC adultes.
Bien que le western blot ait confirmé cette tendance, celle-ci n’était pas statistiquement significative. Il n’y avait aucune tendance dans les niveaux de TMPRSS2 entre les NEC pédiatriques et adultes. La réplication virale a été significativement réduite dans les cellules pédiatriques 24 et 48 heures après l’infection (hpi) avec la souche ancestrale du SRAS-CoV-2. Des niveaux réduits de la protéine virale de la nucléocapside (N) ont également été notés à 24 et 72 hpi. Bien qu’une tendance similaire soit évidente avec l’expression de l’ARNm, elle n’a pas atteint la signification statistique.
Il n’y avait aucune différence significative dans les niveaux d’ACE2 après l’infection entre les cellules pédiatriques et adultes. Le séquençage de l’ARN a été réalisé sur des cellules pédiatriques et adultes à 72 hpi. L’analyse en composantes principales (ACP) a montré que les cellules infectées formaient des grappes distinctes. De nombreux gènes ont été différentiellement exprimés dans les cellules infectées.
L’analyse d’enrichissement de l’ontologie génique (GO) des cellules pédiatriques a montré une réponse robuste à l’interféron (IFN) avec des termes GO comme – signalisation IFN de type I, réponse cellulaire à l’IFN-α, régulation de la réponse de défense au virus et régulation négative de la réplication virale entre autres. En revanche, des termes tels que la réponse cellulaire au stérol, la réponse au facteur de nécrose tumorale et la voie de signalisation Wnt ont été enregistrés pour les NEC adultes.
Les auteurs ont évalué l’expression génique de trois gènes impliqués dans la réponse antivirale/inflammatoire par réaction en chaîne par polymérase quantitative (qPCR). Les gènes étudiés étaient le ligand de chimiokine à motif CXC 10 (CXCL10), protéine induite par l’IFN avec des répétitions tétratricopeptidiques 1 (IFIT1) et le gène 15 stimulé par l’IFN (ISG15).
Les cellules pédiatriques infectées présentaient des niveaux significativement accrus de IFIT1 par rapport aux NEC chez les adultes. De plus, les NEC pédiatriques présentaient également des niveaux de protéines plus élevés d’IFN-α, d’IFN-β et de CXCL10, mais variaient entre les donneurs, et cela n’atteignait pas la signification (statistique).
De plus, l’équipe a infecté des NEC (pédiatriques et adultes) avec les variantes SARS-CoV-2 Delta et Omicron. Ils ont noté des titres significativement plus élevés d’ARN viral et de particules virales infectieuses dans les cellules adultes à 24 hpi par rapport aux cellules pédiatriques. Notamment, une tendance similaire, bien que non significative, a été observée avec les titres infectieux de SARS-CoV-2 Omicron, mais aucune différence dans les niveaux d’ARN (Omicron) n’a été notée entre les cellules pédiatriques et adultes.
conclusion
Les résultats ont indiqué que l’épithélium nasal pédiatrique pourrait être essentiel pour réduire la sensibilité des enfants à la souche ancestrale SARS-CoV-2. La réplication de la souche ancestrale était systématiquement plus faible dans les cellules pédiatriques que dans les NEC adultes. Conformément à la réplication inférieure, les cellules pédiatriques ont monté une réponse inflammatoire plus prononcée.
Cependant, pourquoi une réponse antivirale / inflammatoire plus robuste est montée par les NEC pédiatriques que les adultes nécessite une enquête plus approfondie. En outre, la réplication de SARS-CoV-2 Delta était significativement meilleure dans les cellules adultes que dans les NEC pédiatriques. Cela signifiait que toute augmentation des cas pédiatriques de COVID-19 au cours de la vague Delta était peu susceptible d’être attribuée à l’évasion accrue de la variante de l’immunité innée.
En outre, la réplication du SARS-CoV-2 Omicron était moins efficace que la variante Delta dans les cellules adultes, ce qui suggère que la variante n’a aucun avantage réplicatif sur Delta dans les voies respiratoires supérieures des adultes. Au lieu de cela, la transmissibilité plus élevée d’Omicron pourrait être due à l’évasion accrue des anticorps. Dans l’ensemble, les résultats ont montré une infection/réplication plus faible du SRAS-CoV-2 ancestral dans l’épithélium nasal pédiatrique, bien que cela puisse ne pas persister longtemps, étant donné l’évolution virale en cours.
