Dans une étude récente publiée dans la revue eBioMédecine, les chercheurs ont utilisé la protéomique pour étudier les protéines différentiellement exprimées (DEP) associées au long COVID. Les protéines identifiées régulées positivement ou négativement ont été caractérisées via des analyses de voies d’ingéniosité pour élucider leurs effets pathologiques et physiologiques en aval. Cette étude longitudinale de deux ans a ainsi pu révéler des biomarqueurs protéiques utiles dans le diagnostic de la COVID longue et certains mécanismes potentiels par lesquels la maladie affaiblit les survivants.
Étude : Sonder le long COVID à travers une lentille protéomique : une étude de cohorte longitudinale complète de deux ans sur des survivants hospitalisés
Sommaire
COVID long et les défis associés à son traitement
Le coronavirus 2 (SARS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère a provoqué la maladie 2019 (COVID-19) à coronavirus qui a infecté jusqu’à présent plus de 771 millions de personnes, faisant près de 7 millions de morts dans le monde. Ses impacts vont au-delà de son caractère mortel, avec un nombre croissant de survivants signalant des symptômes qui persistent ou, dans certains cas, se développent longtemps après la fin de la maladie primaire. Il a été confirmé que ce phénomène, familièrement appelé « long COVID », touche 65 millions de personnes, des recherches estimant qu’entre 14 et 55 % de tous les survivants du COVID-19 souffrent de cette maladie.
La longue COVID a eu des impacts graves et généralisés sur la qualité de vie des survivants de la COVID-19. Cette pathologie a en outre entraîné des pertes économiques à l’échelle nationale, comme on l’a vu au Royaume-Uni et en Europe, où sa prévalence a été directement responsable de retraites anticipées et de pénuries sur le marché du travail. Cela est principalement dû à l’affaiblissement physique et neurologique provoqué par une longue COVID, qui peut persister pendant deux ans ou plus.
Malheureusement, compte tenu de la nouveauté de la maladie, elle reste mal comprise, et il manque jusqu’à présent une définition cliniquement définie du long COVID. La définition de travail actuellement acceptée pour le COVID long est celle de l’Organisation mondiale de la santé (OMS), qui définit l’affection comme la persistance ou le développement de symptômes de type COVID-19 deux mois après la sortie de l’hôpital. Compte tenu du flou entourant la COVID longue, les recherches sur ses mécanismes et sa prévalence, bien que croissantes de jour en jour, restent insuffisantes.
Des recherches récentes ont identifié la race, le sexe, l’âge et la gravité des infections au COVID-19 comme facteurs de risque possibles associés au développement d’une longue maladie, avec des hypothèses suggérant la réactivité croisée des anticorps du SRAS-CoV-2 et des protéines immunitaires de l’hôte comme mécanisme sous-jacent. pour les effets néfastes de la maladie. Cependant, des études de cohortes approfondies et ciblées sont nécessaires pour tester et vérifier ces hypothèses, faute de quoi la gestion et les interventions cliniques pour contrer le long COVID ne peuvent pas être mises en œuvre. Il est alarmant de constater que les cliniciens ne disposent toujours d’aucun test de diagnostic pour cette maladie, le diagnostic actuel étant basé sur les symptômes rapportés par les patients.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont étudié le paysage protéomique entourant le long-COVID pour identifier des biomarqueurs protéiques qui pourraient servir de futurs déterminants diagnostiques de la maladie et fournir des informations sur les impacts physiopathologiques des infections graves par le SRAS-CoV-2 sur les survivants. Ils ont mené un profilage de 2 ans d’échantillons de plasma de survivants pour identifier les protéines significativement régulées à la hausse ou à la baisse chez les patients atteints d’une longue COVID par rapport aux survivants du COVID-19 qui ne souffraient pas de la maladie. Les protéines identifiées ont ensuite été intégrées aux bases de données protéomiques existantes pour élucider les conséquences de leurs concentrations modifiées sur la physiologie de l’hôte.
Les participants ont été recrutés dans les hôpitaux entre le 7 janvier et le 29 mai 2020. Pour être inclus dans l’étude, les participants devaient avoir été admis à l’hôpital cliniquement confirmés associés au COVID-19. Les patients décédés dans les six mois suivant leur sortie de l’hôpital souffraient de démence ou d’autres troubles neurophysiologiques graves ou étaient immobiles ont été exclus de l’étude.
Après l’examen des critères d’inclusion et d’exclusion, 516 patients ont été inclus dans l’étude, dont 181 ont fourni des données sur les deux années de l’étude. Ils ont ainsi été inclus dans les analyses de données. La collecte de données de suivi a été réalisée six mois, un an et deux ans après la sortie de l’hôpital et comprenait des tests fonctionnels du système pulmonaire, des reins et des poumons. Des échantillons de plasma ont été collectés parallèlement aux tests fonctionnels et utilisés pour des investigations protéomiques.
Pour élucider les changements physiopathologiques chez les survivants du COVID-19, 181 témoins sanitaires de même âge et sexe ont été recrutés à Wuhan, en Chine, et ont subi la même batterie de tests que la cohorte de cas (survivants). De plus, des données démographiques, cliniques, sur la gravité de la maladie (pour les cas) et sur les interventions médicales ont été collectées à partir des dossiers hospitaliers (pour les cas) ou autodéclarées pour les témoins.
Tests plasmatiques pour l’identification et la quantification de protéines différentiellement exprimées (DEP) comprenant une chromatographie liquide-spectrométrie de masse (LC/MS) en combinaison avec une spectrométrie de masse en tandem à acquisition indépendante des données (DIA) pour la génération d’une bibliothèque spectrale. Les données ont été enrichies à l’aide d’une analyse d’enrichissement différentiel des données protéomiques (DEP). Enfin, les données résultantes ont été comparées à la base de données UniProt pour les protéines humaines, et l’analyse en composantes principales (ACP) a été utilisée pour identifier les protéines qui étaient considérablement régulées à la hausse ou à la baisse dans les cas.
Un modèle d’apprentissage automatique (ML) à forêt aléatoire (RF) a été utilisé pour comparer les protéines identifiées dans les cas par rapport aux témoins.
Résultats de l’étude
Les données démographiques et cliniques ont révélé des symptômes importants à long terme dans les cas de COVID-19, notamment physiques (capacité d’exercice, mobilité et qualité de vie réduites) et cliniques (utilisation accrue des soins de santé après la sortie de l’hôpital, réduction de la réponse immunitaire et réduction de la fonction pulmonaire). L’analyse protéomique en combinaison avec les PCA a révélé une stratification distincte des survivants du COVID-19 en trois cohortes, corroborée entre les trois visites de suivi.
Les analyses protéomiques et DIA ont identifié 1 370 protéines, parmi lesquelles les analyses DEP ont révélé 249 protéines qui étaient significativement différentes entre les cas et les témoins. Le nombre de protéines DEP variait entre les études de suivi, certaines revenant aux valeurs de base (témoin) tandis que d’autres restaient distinctes.
« Nos données ont montré que la majorité des DEP enrichis dans les voies de réponse immunitaire étaient des immunoglobulines. Ces immunoglobulines étaient impliquées dans plusieurs voies, notamment la régulation de l’activation des lymphocytes B et des lymphocytes, la voie de signalisation du récepteur Fc et la réponse immunitaire médiée par les immunoglobulines.
Les comparaisons avec la base de données UniProt ont révélé quatre modes majeurs de récupération des processus biologiques comprenant l’adhésion focale, la régulation de l’action du cytosquelette (associée à la biologie cellulaire), les interactions ECM-récepteur et les voies d’hyper- et de cardiomyopathie dilatée (associée au système cardiovasculaire). Les voies de réponse immunitaire, de cascade du complément et de cascade de coagulation sont revenues à leur niveau de base deux ans après la sortie, mais il n’a pas été observé que la voie de signalisation du récepteur Fc se rétablissait même au cours du suivi de deux ans.
Conclusions
La présente étude a identifié quatre processus biologiques différents influencés de manière néfaste par l’infection par le SRAS-CoV-2, fournissant ainsi des informations moléculaires sur les processus mécanistiques impliqués dans la condition long-COVID. Plusieurs biomarqueurs protéiques potentiels du long-COVID ont été identifiés, ce qui pourrait conduire au développement futur de tests de diagnostic pour l’identification du long-COVID.
