Une étude récente menée à l’Université de Washington et au Seattle Children’s Research Institute, aux États-Unis, a démontré que l’infection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) induit une réponse à l’interféron significativement plus faible que l’infection à rhinovirus.
Étude : La réponse de l’interféron épithélial des voies aériennes au SRAS-CoV-2 est inférieure au rhinovirus et l’infection à rhinovirus hétérologue supprime la réplication du SRAS-CoV-2. Crédit d’image : Corona Borealis Studio/Shutterstock
De plus, la pré-infection par le rhinovirus réduit considérablement la réplication du SRAS-CoV-2 dans les cellules épithéliales des voies respiratoires.
Une version préimprimée de l’étude est disponible sur le site bioRxiv* serveur, tandis que l’article est soumis à une évaluation par les pairs.
Sommaire
Fond
Le SRAS-CoV-2, l’agent pathogène responsable de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), est un virus à ARN enveloppé de la famille des bêta-coronavirus humains qui affecte principalement les cellules épithéliales des voies respiratoires.
Contrairement à d’autres virus du rhume tels que les alpha-coronavirus et les rhinovirus, le SRAS-CoV-2 supprime à la fois les réponses systémiques et muqueuses des interférons de type I et III, qui sont des réponses immunitaires innées de l’hôte vitales nécessaires à la suppression de la réplication virale.
Selon la littérature disponible, l’infection de l’épithélium des voies respiratoires par des rhinovirus humains provoque une augmentation significative de la réponse antivirale à l’interféron, ce qui augmente l’expression du récepteur d’entrée de la cellule hôte du SRAS-CoV-2, à savoir l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2). Cela indique que l’infection simultanée des cellules épithéliales par le SRAS-CoV-2 et le rhinovirus pourrait avoir des conséquences synergiques.
Dans la présente étude, les scientifiques ont évalué la dynamique des réponses aux interférons de type I et de type III dans les cellules épithéliales des voies respiratoires humaines après une infection par le SRAS-CoV-2 ou le rhinovirus.
De plus, ils ont cherché à savoir si la pré-infection par le rhinovirus pouvait moduler la propagation de l’infection ultérieure par le SRAS-CoV-2.
Étudier le design
Les scientifiques ont collecté des cellules épithéliales des voies respiratoires d’enfants (âge : 6 à 18 ans) et d’adultes plus âgés (âge : 60 à 75 ans) et les ont différenciées pour générer des cultures de cellules épithéliales primaires organotypiques des voies respiratoires.
Les cultures ont été mono-infectées par le SRAS-CoV-2 ou le rhinovirus pour déterminer la réponse à l’interféron spécifique au virus.
De plus, l’impact de la pré-infection du rhinovirus sur la réplication du SARS-CoV-2 a été déterminé en infectant les cultures d’abord avec le rhinovirus et ensuite avec le SARS-CoV-2.
Pour évaluer directement l’effet de la signalisation de l’interféron sur la réplication du SRAS-CoV-2, un ensemble distinct d’expériences a été mené en pré-traitant les cultures avec l’interféron β1 et l’interféron λ2 recombinants, suivis d’une infection par le SRAS-CoV-2.
Remarques importantes
Dans les cultures primaires générées à partir de cellules pédiatriques et adultes, une différence significative dans le taux de réplication du SRAS-CoV-2 a été observée entre les donneurs. Malgré cette différence, le SRAS-CoV-2 a présenté une efficacité de réplication 100 fois supérieure à celle du rhinovirus dans les cultures de cellules épithéliales primaires des voies respiratoires. Cependant, aucune différence significative dans la réplication du SRAS-CoV-2 n’a été observée entre les cultures pédiatriques et adultes. De même, aucune différence dans la réplication virale n’a été observée entre les cultures générées à partir d’enfants asthmatiques et d’enfants en bonne santé.
Réponse à l’interféron
Dans les cultures mono-infectées, des expressions significativement plus élevées des gènes de l’interféron β1, de l’interféron λ2 et CXCL10 ont été observées après une infection par le rhinovirus par rapport à celle après une infection par le SRAS-CoV-2. Une tendance similaire a été observée dans l’expression des protéines.
Dans les cultures pédiatriques et adultes successivement infectées par le rhinovirus et le SARS-CoV-2, une réduction significative de la réplication du SARS-CoV-2 a été observée après 96 heures d’infection. Une réduction similaire de la réplication virale a été observée dans les cultures prétraitées avec l’interféron β1 ou l’interféron λ2.
Mécanisme d’échappement à la réponse immunitaire innée de l’hôte
Dans le système immunitaire inné, les récepteurs de reconnaissance de formes jouent un rôle vital dans la détection de l’ARN viral et dans l’induction subséquente d’une cascade d’événements de signalisation qui conduisent finalement à l’induction de réponses d’interféron de type I et de type III. Une réponse optimale de l’interféron est la clé pour éliminer les virus envahissants au stade précoce de l’infection.
Dans cette étude, l’expression de IFIH1/MDA5, un récepteur de reconnaissance de formes, a été évaluée dans des cultures infectées par le SARS-CoV-2 ou le rhinovirus pour comprendre le mécanisme d’évasion immunitaire par le SARS-CoV-2.
Les résultats ont révélé que l’infection à rhinovirus provoque une expression significativement plus élevée de IFIH1/MDA5 (plus de 2 fois) par rapport à l’infection par le SRAS-CoV-2. Cette observation indique que le SARS-CoV-2 échappe à la réponse immunitaire innée de l’hôte en supprimant la détection virale par les récepteurs de reconnaissance de formes.
Importance de l’étude
L’étude révèle que la réponse à l’interféron induite par le SRAS-CoV-2 dans les cellules épithéliales des voies respiratoires est significativement inférieure à celle induite par le rhinovirus. De plus, une exposition préalable au rhinovirus ou aux interférons recombinants peut réduire considérablement la réplication du SRAS-CoV-2 dans les cellules épithéliales des voies respiratoires.
Comme observé dans l’étude, le SARS-CoV-2 gagne en aptitude à la réplication dans les cellules épithéliales en supprimant le mécanisme de détection virale du système immunitaire inné.
*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, orienter la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.
