Dans une étude récente publiée dans eBioMédecineles chercheurs ont effectué une analyse de surveillance de réactions multiples protéomiques de 91 protéines présélectionnées à l’aide des échantillons de plasma de 156 travailleurs de la santé (HCW) au Royaume-Uni (UK).
De plus, l’équipe a montré comment les signatures du protéome plasmatique pouvaient aider à suivre la gravité des symptômes de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) et les réponses en anticorps.
Sommaire
Arrière plan
Lors de la première vague de la pandémie de COVID-19 à partir de mars 2020, seules quelques personnes infectées ont dû être hospitalisées. Pourtant, les personnes présentaient des charges de symptômes et des évolutions cliniques différentes, certaines personnes présentant des symptômes plus persistants durant des semaines ou des mois. Certains ont même subi des séquelles post-aiguës du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2)(PASC).
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont recruté des travailleurs de la santé au St. Bartholomew’s Hospital, Londres, Royaume-Uni, entre le 23 et le 31 mars 2020, c’est-à-dire pendant la première vague de la pandémie de COVID-19. Ils ont émis l’hypothèse que le protéome plasmatique à ce moment-là refléterait les différences dans la réponse inflammatoire associée à la gravité et à la durée des symptômes du COVID-19.
L’équipe a évalué ces travailleurs de la santé chaque semaine via un questionnaire et a collecté des échantillons biologiques pour la PCR et les tests sérologiques pendant jusqu’à 16 semaines. Le suivi de l’étude s’est poursuivi jusqu’à 12 mois. En outre, l’équipe a inclus tous les participants avec des échantillons de plasma disponibles et une infection par le SRAS-CoV-2 confirmée par la transcriptase inverse-polymérase (RT-PCR) entre les semaines zéro et six en tant que « cas ».
Pour l’analyse protéomique, les chercheurs ont utilisé un panel d’analyse basé sur la spectrométrie de masse (MS) ciblée sur mesure précédemment développé qui a examiné plus de 90 protéines plasmatiques associées pro- et anti-inflammatoires. Le panel comprenait des protéines associées à des protéines de phase aiguë, des apolipoprotéines, des facteurs du complément, des composants de la cascade de coagulation, des membres de la voie de signalisation des interleukines et des modulateurs de l’inflammation. Notamment, près de 25 % du panel comprenait des biomarqueurs neuroinflammatoires.
Enfin, les chercheurs ont effectué une analyse d’expression différentielle de toutes les protéines testées en utilisant un seuil de taux de fausses découvertes (FDR) de 0,05 et un log2 seuil de changement de pli de 1,5. L’analyse finale n’a couvert que les filières ayant un p-valeur ≤ 0,05.
Résultats de l’étude
Au total, 54 travailleurs de la santé avaient une infection confirmée par RT-PCR ou par anticorps, et 44 % étaient des hommes. Les 102 autres étaient des témoins non infectés, dont 38 % étaient des hommes. L’analyse en composantes principales (ACP) du protéome plasmatique des travailleurs de la santé atteints d’une infection par le SRAS-CoV-2 confirmée par PCR était indiscernable de celle des travailleurs de la santé non infectés au cours de la semaine avant de contracter le COVID-19. La première perturbation détectable a coïncidé avec le premier résultat positif au test RT-PCR. La perturbation du protéome s’est progressivement accentuée au cours des semaines suivantes, entraînant la séparation complète des groupes à partir de la cinquième semaine. En outre, les auteurs ont noté que la perturbation du protéome plasmatique persistait jusqu’à six semaines après l’infection.
L’analyse de l’étude a également révélé certains facteurs importants de perturbation protéomique, notamment des marqueurs de stress oxydatif, des facteurs de reprogrammation métabolique et des molécules d’adhésion cellulaire. Les chercheurs n’ont trouvé aucune association significative entre les niveaux de sous-unité anti-spike 1 (S1) et anti-nucléocapside (NP) au départ chez les personnes présentant des symptômes persistants jusqu’à 12 mois. Dans le test de l’étude, l’un des symptômes persistants les plus fortement prédits était dû à la protéine précurseur amyloïde anticoagulante (APP).
L’analyse d’enrichissement des voies d’échantillons de travailleurs de la santé qui avaient une infection par le SRAS-CoV-2 non grave a révélé des protéines différentiellement enrichies coordonnées autour des voies du métabolisme des lipides, de l’athérosclérose et du cholestérol. D’autres voies impliquées dans ces échantillons de travailleurs de la santé comprenaient les cascades du complément, l’autophagie, la coagulation et les voies de la fonction lysosome. En outre, les chercheurs ont documenté que la trajectoire plasmatique de la sélectine E présentait la plus forte corrélation avec le fardeau des symptômes. Cette découverte s’alignait sur les données précédentes qui impliquaient des marqueurs endothéliaux, tels que la sélectine E, dans la gravité de l’infection par le SRAS-CoV-2.
De plus, les chercheurs ont montré que les biomarqueurs de signature au moment de la séroconversion pour le SRAS-CoV-2 étaient associés à la persistance des symptômes au bout d’un an. Le biomarqueur le plus prédictif selon le coefficient de Gini était HSCB. Cette protéine de biogenèse du cluster fer-soufre a été impliquée dans l’érythropoïèse et l’hématopoïèse. Il est libéré dans le sang suite à une perturbation mitochondriale due à la destruction des globules rouges par le COVID-19.
Le HSCB a également été précédemment associé à des lésions tissulaires et à une immunité altérée, ce qui explique l’association notée avec des symptômes persistants. Les chercheurs ont donc probablement détecté des indicateurs de substitution d’une éventuelle altération légère de la fonction pulmonaire.
conclusion
L’étude actuelle a montré qu’une infection modérée ou légère par le SRAS-CoV-2 pouvait perturber le protéome plasmatique pendant environ six semaines. Cependant, la signature protéomique plasmatique au moment de la séroconversion a servi de biomarqueur pour aider à discriminer les individus qui étaient plus susceptibles de souffrir de symptômes persistants à un stade ultérieur.
