L’épidémie rapide du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) a entraîné la pandémie de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). Le COVID-19 continue de se propager dans le monde. On estime que 15 % des patients, la plupart atteints d’immunodéficience, ont développé des cas graves en raison d’une fuite vasculaire virale rapide et d’une virémie disséminée par la suite. Le contrôle de la charge virale est essentiel pour réduire la mortalité due au COVID-19 et améliorer le traitement des maladies graves.
Étude : Microsphère microfluidique inhalée conçue par ACE2 pour la neutralisation intratrachéale de COVID-19 et l’apaisement de la tempête de cytokines. Crédit d’image : Kateryna Kon/Shutterstock
Sommaire
Fond
Les vaccins et les anticorps neutralisants sont les stratégies actuelles pour lutter contre l’infection par le SRAS-CoV2. Ces traitements empêchent la liaison de la protéine de pointe (S) au récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine II (ACE-2) de l’hôte. Ces approches sont efficaces, mais il existe certains problèmes inhérents. Les vaccins nécessitent du temps pour se développer et ne sont donc pas une solution d’urgence.
Les voies respiratoires supérieures contiennent des cellules omniprésentes exprimant l’ACE-2 et sont souvent négligées en tant que voie d’infection. Les virus des voies respiratoires supérieures, en particulier la variante delta, sont excrétés dans la salive, pénètrent dans l’environnement et provoquent une contamination interhumaine rapide. Les stratégies actuelles ciblent une espèce virale particulière et non les cellules hôtes affectées. Par conséquent, des virus neutralisants résistants aux anticorps ou aux vaccins émergent en raison des mutations du SRAS-CoV-2. Ignorer l’infection des voies respiratoires supérieures met en évidence le fait que les vaccins actuels et les anticorps neutralisants ne sont pas suffisants.
Les approches existantes n’inhibent pas efficacement l’infection et la réplication du SRAS-CoV-2 dans les voies respiratoires supérieures, en particulier le nasopharynx. Ce passage sert de site initial à l’invasion du SRAS-CoV-2, montre une charge virale plus élevée et transmet ensuite l’infection aux poumons. Les options thérapeutiques existantes se concentrent également uniquement sur l’élimination du SRAS-CoV-2 lui-même tout en ignorant d’autres facteurs importants tels que les interventions anti-inflammatoires, en particulier chez les patients souffrant de détresse immunitaire.
Une nouvelle étude a été publiée dans Question qui développe une microsphère microfluidique inhalée avec une membrane génétiquement modifiée à partir des cellules et des macrophages surexprimant le récepteur ACE2.
Une nouvelle étude
S’inspirant du processus d’infection virale du point de vue de l’hôte, les scientifiques ont développé un aérosol inhalé à base de microsphères microfluidiques (iAE-PMS) pour prévenir l’infection par le SRAS-CoV-2. Il est fabriqué à l’aide de microsphères d’hydrogel d’acide hyaluronique méthacrylate camouflé doubles approuvées par la FDA avec des membranes bioactives du récepteur ACE2. Un énorme avantage de l’iAE-PMS est lié à sa capacité à se distribuer simultanément sur l’ensemble du système respiratoire, y compris le nasopharynx, la trachée, les bronches et les alvéoles.
Des cellules HEK293-ACE2 avec un niveau élevé d’expression de ACE2 ont été construites avec succès à l’aide d’un vecteur de gène ACE2 importé. Par la suite, le gène ACE2 humain a été inséré dans le vecteur PCNDA3.1-3XFlag-C. Cela a abouti au vecteur ACE2-PCNDA3.1-3XFlag-C, qui a ensuite été introduit dans les cellules HEK293-ACE2. Les scientifiques ont confirmé le niveau élevé d’expression de l’ACE2 sur les cellules HEK293-ACE2 par imagerie par immunofluorescence et analyse quantitative.
Principale Findices
Les scientifiques ont observé que l’activité protectrice contre l’infection virale de l’iAE-PMS est passée de 9,28 % à 91,33 %. Cela correspondait à une efficacité 10 fois supérieure à celle d’un témoin à blanc. Dans le traitement du COVID-19, l’inflammation fulminante et l’infection directe du SRAS-CoV-2 sont également essentielles et ne peuvent être ignorées pour sauver la vie des patients gravement malades. Des études in vitro ont été réalisées, dans lesquelles les chercheurs ont observé des résultats encourageants en ce qui concerne l’impact de l’iAE-PMS sur la neutralisation à large spectre des cytokines inflammatoires, impliquant le TNF-a, l’IL-1b et l’IL-6.
De plus, les aérosols inhalés peuvent réduire considérablement les lésions pulmonaires en créant un paysage régulé de cellules immunitaires infiltrées dans les poumons. Le microenvironnement endommageant les poumons comprend les macrophages M1, les neutrophiles et les cellules T cytotoxiques. L’aérosol a été administré (par voie intratrachéale) in vivo à des souris atteintes de pneumonie aiguë. Les scientifiques ont observé que l’aérosol soulageait considérablement l’état hyperinflammatoire en drainant les ganglions lymphatiques et la rate. Cela a amélioré le taux de survie de 7,35 % à 56,74 %. L’iAE-PMS pourrait donc être une stratégie puissante pour traiter les patients atteints de COVID-19 sévère au moyen d’une administration sélective non invasive localisée dans les poumons.
Résumé graphique : Microsphère microfluidique inhalée conçue par ACE2 pour la neutralisation intratrachéale de COVID-19 et l’apaisement de la tempête de cytokines
Conclusion
La pandémie de SRAS-CoV-2 s’est propagée dans le monde entier sans relâche et sa trajectoire est encore assez incertaine. Obtenir une protection contre le virus dans l’ensemble des voies respiratoires et calmer la tempête de cytokines qui s’ensuit reste un défi majeur auquel les scientifiques sont confrontés.
Dans cette étude, les scientifiques ont développé une microsphère microfluidique inhalée, qui a démontré sa capacité à réduire considérablement l’efficacité infectieuse du SRAS-CoV-2 sur l’ensemble du système respiratoire in vitro et in vivo. Dans un modèle de pneumonie aiguë, les microsphères ont montré une efficacité thérapeutique significative et une mortalité aiguë réduite. Ce sont des résultats encourageants qui mettent en avant une nouvelle stratégie synergique puissante pour traiter les patients COVID-19 gravement malades.
