Dans une récente étude publiée sur bioRxiv*serveur de préimpression, les chercheurs ont évalué les signatures protéomiques sériques des patients atteints de la maladie à long coronavirus (COVID).
Les symptômes persistants, nouveaux ou récurrents après une infection aiguë par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) ont été qualifiés de COVID long ou de séquelles post-aiguës du SRAS-CoV-2 (PASC). L’étiologie des symptômes PASC est inconnue; cependant, les symptômes peuvent être dus à une inflammation persistante, à une lésion cellulaire non résolue ou à une clairance retardée du SRAS-CoV-2. L’hétérogénéité clinique du PASC justifie des recherches supplémentaires.
Étude : Les signatures persistantes de protéine de sérum définissent un sous-ensemble inflammatoire de long COVID. Crédit d’image : Donkeyworx/Shutterstock
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont effectué un profilage protéomique sérique des patients PASC pour élucider les moteurs des symptômes PASC.
Des échantillons de sérum de 55 personnes PASC ont été analysés à l’aide du panel Olink Explore 1536. Les participants ont été classés comme « PASC », « récupérés » ou « non infectés » en fonction de la présence ou de l’absence de symptômes 60 jours après le diagnostic de la maladie à coronavirus aiguë 2019 (COVID-19) confirmée par la réaction en chaîne par polymérase (PCR). Des échantillons de sang ont été prélevés sur les participants non infectés une fois qu’ils sont entrés dans l’étude Ils ont été prélevés sur les patients PASC et les participants récupérés après 60 jours et jusqu’à un maximum de 379 jours après l’apparition des symptômes (PSO), la phase aiguë de COVID-19.
Le regroupement hiérarchique a été utilisé pour trouver des groupes de participants présentant des signatures protéomiques sériques identiques, quel que soit le statut ou les symptômes de la COVID-19. Les voies canoniques de la base de données de signatures moléculaires (MSigDB) ont été utilisées pour l’analyse protéomique. En conséquence, 85 voies ont été identifiées qui discriminaient significativement le PASC et les deux autres groupes. Les voies ont été fusionnées en 54 modules, dont les modules qui distinguaient de manière significative chaque groupe ont été identifiés sur la base des scores d’analyse d’enrichissement d’ensemble de gènes à échantillon unique (ssGSEA).
Les participants se sont vu attribuer des scores d’activité clinique qui représentaient la durée des symptômes et son impact sur l’exécution des activités quotidiennes pendant le COVID-19 aigu. De plus, les protéines exprimées par les participants de chaque cluster ont été évaluées. De plus, les signatures protéomiques ont été comparées à celles des participants à l’étude INCOV pour évaluer la généralisabilité des résultats de la présente étude.
Regroupement protéomique sérique de PASC. (A) Carte thermique de la méthode de règle basée sur le regroupement non supervisé des données de protéome sérique Olink sur tous les patients de la cohorte (PASC + récupéré + non infecté). Les lignes représentent les modules, les colonnes représentent les échantillons et le score du module ssGSEA à l’échelle des échantillons est représenté de faible (violet) à élevé (jaune). La méthode identifie 2 groupes de sujets avec des signatures de module inflammatoire plus élevées (4 et 5) par rapport aux trois autres groupes de sujets (1, 2, 3) dépourvus de signatures inflammatoires.
Résultats
Dans l’analyse de clustering hiérarchique, à partir des 54 modules, cinq clusters distincts ont été identifiés, dont les clusters 1, 2 et 3 n’ont pas démontré d’enrichissement en molécules inflammatoires (clusters non inflammatoires), tandis que les clusters 4 et 5 ont démontré des molécules inflammatoires remarquablement enrichies ( amas inflammatoires).
Les groupes inflammatoires comprenaient principalement des patients PASC (91 % et 80 % dans les groupes 4 et 5, respectivement), tandis que les groupes non inflammatoires ne comprenaient que des participants guéris ou non infectés (groupe 1) ou les trois groupes d’étude (groupes 2 et 3, qui comprenaient respectivement 48 % et 28 % de patients PASC). La présence de patients PASC dans les clusters inflammatoires et non inflammatoires est révélatrice de l’hétérogénéité PASC.
Les clusters inflammatoires 4 et 5 avaient respectivement 234 et 296 protéines différentiellement exprimées (DEP). Dans les groupes inflammatoires, les patients PASC ont démontré des scores d’activité clinique significativement élevés par rapport à ceux des groupes non inflammatoires. Cependant, il n’y avait aucune différence significative dans les titres d’immunoglobuline G (IgG) contre le domaine de liaison au récepteur du SRAS-CoV-2 (RBD) et les réponses des lymphocytes T spécifiques du SRAS-CoV-2 parmi les participants infectés (patients PASC et les participants récupérés) 60 jours d’OSP parmi les participants des cinq groupes.
Dans les clusters inflammatoires, enrichissement accru des voies NF-κB (nuclear factor kappa light chain enhancer of enabled B cells) et de leurs chimiokines et cytokines associées [interleukins (IL-1,18) and tumor necrosis factor (TNF)] a été observé. Interférons de type II (IFN) [such as IFN-γ signaling proteins and IL-27] et les protéines régulatrices IFN-α étaient fortement enrichies, en particulier dans les groupes 4 et 5, respectivement.
Signaux protéiques clés à l’origine des signatures PASC inflammatoires. (A) Les cytokines, les chimiokines et les récepteurs de cytokines/chimiokines exprimés de manière différentielle les mieux classés par une valeur p ajustée de <0,05 qui sont associés aux grappes de protéines inflammatoires 4 et 5. Le dégradé de couleur de chaque nœud représente la valeur p ajustée -log10. (B) Graphiques en boîte et en gigue de l'expression protéique normalisée olink (NPX) (axe y) de l'IFN-γ et de ses cytokines et chimiokines associées dans les clusters (axe x) qui ont été significativement régulés positivement exclusivement dans le cluster 4. Valeurs P déterminées par le test de somme des rangs de Wilcoxon ont été calculés en comparant le cluster inflammatoire 4 et le cluster inflammatoire 5 indépendamment aux clusters 1,2,3. (C) Parcelles longitudinales d'ajustement de loess d'Olink NPX d'IFN-γ et de ses cytokines et chimiokines associées sur des échantillons disponibles depuis l'infection aiguë précoce jusqu'à> 60 jours PSO (axe x). Les patients PASC des clusters inflammatoires 4 et 5 sont représentés ici en PASC inflammatoire (rouge), les patients PASC des clusters 2 et 3 sont représentés ici en PASC non inflammatoire (bleu) tandis que les patients guéris sont représentés en noir. (D) Parcelles longitudinales d’ajustement de loess des scores ssGSEA (axe y) des modules liés à l’IFN-γ au fil du temps (axe x). (E) Graphiques en boîte et en gigue des niveaux d’expression Olink NPX (axe y) de TNF, IL6 et CCL7 dans les clusters (axe x) qui étaient significativement différentiellement régulés positivement les clusters 4 et 5. Les valeurs P déterminées par le test de somme des rangs de Wilcoxon étaient calculé en comparant le cluster inflammatoire 4 et le cluster inflammatoire 5 indépendamment aux clusters 1,2,3. (F) Parcelles longitudinales d’ajustement de loess d’Olink NPX (axe y) de TNF, IL6 et CCL7 au fil du temps (axe x). (G) Parcelles longitudinales d’ajustement de loess des scores ssGSEA (axe y) des modules de signalisation liés au TNF et au NF-κB au fil du temps (axe x). (H, I) Tracés longitudinaux d’ajustement de loess des scores Olink NPX et ssGSEA (axes y) des protéines IFN de type I et des heures supplémentaires du module IFN-α (axe x) respectivement. (J) K-signifie un regroupement non supervisé des données protéomiques Olink de Su Y et al (2022) montrant 5 groupes de patients INCOV et de témoins sains. Les diagrammes circulaires montrent le pourcentage de chaque groupe composé de patients INCOV et de sujets sains. (K) Cytokines/chimiokines significativement régulées à la hausse dans le groupe INCOV E par rapport à INCOV des groupes B, C et D. Les valeurs P ont été déterminées par un test de somme de rang de Wilcoxon. (L) Répartition des différentes gravités de la maladie (selon l’échelle ordinale de l’OMS) entre les patients INCOV du groupe E et les patients INCOV des groupes B, C, D. L’axe Y et les nombres dans les graphiques à barres représentent respectivement la proportion et le nombre de patients par groupe INCOV dans chaque case de l’échelle de l’OMS.
Une corrélation significative a été observée entre les scores des modules, c’est-à-dire que des niveaux élevés de protéines de signalisation IL-18,27 et NF-κB ont été observés chez les patients présentant des niveaux élevés de protéines de signalisation IFN-γ. De même, des niveaux élevés de molécules de signalisation d’IL-1, d’IFN-α et de NF-κB ont été observés chez des patients présentant des niveaux élevés de protéine de signalisation de TNF. Parmi les voies immunitaires, les protéines associées à la signalisation NF-κB [especially TNF-associated] et la signalisation IFN de type II a montré le plus grand enrichissement. L’analyse approfondie a montré que les niveaux d’IL-12, de TNF et d’IFN de type I, d’IFN-γ et de leurs molécules de signalisation associées étaient élevés parmi les clusters inflammatoires PASC tout au long de l’étude.
Plus de 160 protéines telles que l’IFN-γ, l’IL12, les ligands du motif CXC (CXCL-10,11), le TNF et le ligand du motif CC 7 (CCL7), l’hélicase 58 DExD/H-box (DDX58) et la glycoprotéine membranaire associée au lysosome 3 (LAMP3) dans les clusters inflammatoires chevauchant le cluster E de l’étude INCOV. Sur les cinq groupes INCOV, le groupe E a démontré un enrichissement significatif de 79 % des caractéristiques protéiques du PASC inflammatoire et 64 % des patients du groupe E présentaient des symptômes PASC persistants. Par conséquent, le cluster E de l’étude INCOV était similaire aux clusters inflammatoires 4 et 5 de la présente étude. De plus, le groupe INCOV D comprenait des individus PASC, récupérés et en bonne santé, similaires au groupe 2. Les groupes restants (A, B et C) de l’étude INCOV comprenaient principalement des témoins sains.
Fait intéressant, la plupart des patients INCOV du groupe E présentaient un score ordinal de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) ≥3, ce qui reflétait l’association entre la gravité du COVID-19 et l’inflammation persistante.
Les résultats de l’étude ont révélé des signatures protéomiques sériques de longs patients COVID et des molécules immunitaires intéressantes qui pourraient être des cibles pour le développement de thérapies anti-SARS-CoV-2.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
