Dans une récente étude publiée sur medRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont effectué une analyse intégrative des résultats cliniques et des réseaux d’entrée virale dans l’infection grave par la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).
Sommaire
Arrière plan
L’entrée virale dans la cellule hôte est une étape critique du cycle de réplication du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) responsable de la virulence et du tropisme des variants viraux. L’entrée du SRAS-CoV-2 dans l’hôte dépend principalement des interactions de liaison entre l’enzyme de conversion de l’angiotensine de l’hôte-2 (ACE-2) et la protéine de pointe du SRAS-CoV-2. Cependant, des recherches sont nécessaires pour comprendre l’ensemble du processus d’entrée dans la cellule hôte et l’implication du réseau de plusieurs gènes hôtes.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé des cribles fonctionnels à haut débit et une analyse de cohorte rétrospective pour reconnaître les médicaments qui peuvent modifier l’évolution de la maladie COVID-19 en ciblant les facteurs influençant l’entrée de l’hôte.
L’équipe a reconnu les sous-réseaux hôtes qui permettent l’entrée du SRAS-CoV-2 en collectant tous les écrans de répétitions palindromiques courtes régulièrement espacées (CRISPR) à l’échelle du génome. Ces écrans ont estimé l’effet de l’expression génétique individuelle sur l’infection par le SRAS-CoV-2. Ils ont fourni des données liées à divers contextes cellulaires tels que les types de cellules pulmonaires et non pulmonaires ainsi que des perturbations fonctionnelles telles que la perte de fonction ou CRISPR-KO et le gain de fonction ou CRISPRa. L’ensemble de données final comprenait trois écrans CRISPRa et cinq écrans CRISPR-KO qui ont permis la résolution des mécanismes d’entrée virale.
L’équipe a également quantifié l’enrichissement des voies fonctionnelles parmi chaque écran CRISPR. En outre, les réseaux non pondérés représentaient des interactions connues entre les médicaments approuvés par la Food and Drug Administration (FDA) et les gènes d’entrée détectés dans les écrans individuels. Par la suite, l’équipe a effectué une analyse en aval sur les médicaments en fonction de la centralité de chaque réseau touché.
De plus, une analyse clinique rétrospective avec les scores de propension correspondants a été réalisée pour estimer si l’utilisation des médicaments candidats était liée à la gravité de la maladie COVID-19. L’équipe a collecté des dossiers médicaux électroniques, y compris un total de 64 349 cas de patients ayant un diagnostic positif de SRAS-CoV-2. De plus, l’équipe a évalué si l’inhibition de l’entrée du SRAS-CoV-2 pouvait intervenir dans le mécanisme de la spironolactone. Ceci a été réalisé en effectuant un essai d’entrée pseudoviral SARS-CoV-2 à différentes doses de spironolactone dans une lignée cellulaire dérivée de l’épithélium pulmonaire humain.
Résultats
Les résultats de l’étude ont montré que les trois écrans CRISPRa et cinq CRISPR-KO affichaient différents niveaux de corrélation à des niveaux de gène unique compatibles avec les contextes cellulaires hétérogènes correspondants. Près de 88 % des cris étaient substantiellement corrélés à au moins un autre écran CRISPR, et 26 % des comparaisons par paires ont montré une corrélation positive remarquable après ajustement pour plusieurs tests. L’équipe a également noté que les similitudes au niveau des gènes étaient plus élevées entre chaque type d’écran CRISPR. Une corrélation positive a été trouvée entre 60 % et 33 % des paires d’écrans CRISPR-KO et CRISPRa, respectivement.
L’équipe a également observé qu’un total de 20 voies de l’Encyclopédie de Kyoto des gènes et des génomes (KEGG) étaient considérablement enrichies dans un minimum de deux écrans, parmi lesquelles plusieurs voies directement impliquées dans l’entrée du SRAS-CoV-2. Les voies liées aux phosphoglycérides et aux glycosaminoglycanes étaient les plus enrichies, conformément à leur fonction importante dans la fixation virale. De plus, un désenrichissement significatif a également été observé dans les voies liées aux maladies neurodégénératives telles que la maladie de Huntington, la maladie de Parkinson et la maladie d’Alzheimer. L’équipe a également constaté que les corrélations entre les scores d’enrichissement des voies normalisées pour chaque écran étaient plus élevées que celles des gènes individuels.
L’étude a montré que chaque réseau non pondéré comprenait un nombre moyen de 116 gènes, 605 médicaments et 758 arêtes chacun, ce qui correspondait à une densité moyenne de près de 1,06 %. Pour chaque graphique, le degré moyen a été estimé à 6,50 pour les nœuds de gènes, 1,23 pour les nœuds de médicaments et 2,03 dans l’ensemble, avec environ 3,81 % des gènes détectés par dépistage ayant des interactions médicamenteuses inconnues.
L’analyse de la spironolactone a révélé une corrélation négative substantielle entre l’utilisation de la spironolactone et la progression de la maladie COVID-19 jusqu’à l’admission à l’unité de soins intensifs (USI). De plus, l’association entre l’utilisation de la spironolactone et le besoin d’un ventilateur mécanique était significativement négative. La metformine, le contrôle positif, a également affiché une corrélation négative remarquable avec l’admission aux soins intensifs et une corrélation nominalement substantielle avec l’intervention avec un ventilateur mécanique.
L’équipe a noté un effet dépendant de la dose et du temps de la spironolactone sur l’entrée du SRAS-CoV-2. Fait intéressant, il y a eu un pic initial d’entrée du SRAS-CoV-2 quatre à huit heures après l’infection lorsqu’il y a eu une augmentation légère mais substantielle de l’infection virale lors de l’administration de la dose la plus élevée. Après le pic initial, l’équipe a observé une réduction plus importante et plus robuste de l’infection virale à des doses plus élevées de spironolactone, ce qui correspondait à une inhibition globale de l’entrée du SRAS-CoV-2.
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que la spironolactone pourrait servir de candidat potentiel en tant que modulateur de l’infection par le SRAS-CoV-2.
*Avis important
medRxiv 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.
