L'asthme est une maladie pulmonaire qui provoque une détresse respiratoire sporadique. Elle commence souvent dans l'enfance, bien qu'elle puisse également apparaître chez les adultes et touche des personnes de tous âges. Il n'existe actuellement aucun remède, mais le traitement peut aider à contrôler les symptômes. La maladie est causée par une inflammation et un rétrécissement des bronches (canaux par lesquels l'air entre et sort des poumons).
Le SARS-CoV-2 est la troisième épidémie de coronavirus affectant la population humaine depuis le début du 21e siècle et a été précédée par le SARS-CoV en 2002 et le MERS-CoV en 2012. Les symptômes cliniques de la COVID-19 varient considérablement parmi les personnes infectées, allant d'une maladie asymptomatique à une maladie respiratoire sévère et même à la mort dans près de 2 % des cas. La grande majorité des personnes infectées par le variant Ómicron présentent des symptômes légers semblables à ceux du rhume, des symptômes modérés de type grippal ou aucun symptôme, mais cela ne signifie pas que la pandémie est sur le point de prendre fin, car les nouveaux variants sont latents.
Des chercheurs de l'Université de Caroline du Nord (UNC) à Chapel Hill ont révélé dans une étude récente les raisons biologiques de la progression de la maladie et de la diminution de la population de patients asthmatiques sensible à la COVID-19 sévère.
Les scientifiques ont transformé leurs conclusions en un article publié dans les Proceedings of the National Academy of Sciences. Ils révèlent l'importance d'une cytokine bien connue appelée interleukine-13 (IL-13) dans la protection des cellules contre le SARS-CoV-2, ce qui explique pourquoi les personnes souffrant d'asthme allergique s'en sortent mieux que la population générale malgré une maladie pulmonaire chronique. Ils ne pourraient pas prouver la même chose pour les personnes souffrant d'autres affections, telles que la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) ou l'emphysème, qui présentent un risque très élevé de COVID sévère.
« Nous savions qu'il devait y avoir une raison biomécanique pour laquelle les personnes souffrant d'asthme allergique semblaient mieux protégées contre les maladies graves », a expliqué l'auteur principal Camille Ehre, professeur adjoint de pédiatrie à la faculté de médecine de l'Université de Caroline du Nord. Notre équipe de recherche a découvert un certain nombre de changements cellulaires importants, notamment dus à l'IL-13, ce qui nous a amenés à conclure qu'elle joue un rôle unique dans la défense contre l'infection par le SARS-CoV-2 chez certaines populations de patients. »
Bien que les cytokines telles que l'IL-13 ne puissent pas être utilisées comme thérapies car elles déclenchent une inflammation, il est important de comprendre les voies moléculaires naturelles que les cellules utilisent pour se protéger contre l'invasion de pathogènes, car ces études ont le potentiel de révéler de nouvelles cibles thérapeutiques.
De nombreux facteurs de santé augmentent le risque de COVID sévère, y compris les maladies pulmonaires chroniques telles que la MPOC, mais pendant la pandémie, les épidémiologistes ont constaté que les sujets souffrant d'asthme allergique étaient moins sensibles aux maladies graves.
« Ce sont des patients souffrant d'asthme causé par des allergènes, tels que la moisissure, le pollen et les pellicules », a expliqué Ehre, également membre de l'Institut de recherche sur les enfants de l'UNC. Pour découvrir pourquoi ils sont moins sensibles, nous avons étudié des mécanismes cellulaires spécifiques dans des cultures primaires de cellules épithéliales des voies respiratoires humaines. »
Les chercheurs ont utilisé l'analyse génétique de cultures de cellules des voies respiratoires humaines infectées par le SARS-CoV-2 pour conclure que l'expression de la protéine ACE2 humaine régissait les types de cellules infectées et la quantité de virus trouvée dans cette population cellulaire (également appelée charge virale).
Les scientifiques ont ensuite utilisé la microscopie électronique pour identifier un exode intense de virus des cellules ciliées infectées, responsables du déplacement du mucus le long de la surface des voies respiratoires. La SEP a également révélé des changements dans les cellules humaines dus à une infection virale. Et ces mutations aboutissent à des cellules ciliées qui se détachent de la surface des voies respiratoires. « Ce détachement constitue un important réservoir viral pour la propagation et la transmission du SARS-CoV-2 », a expliqué Ehre. Cela semble également augmenter le risque que les cellules infectées pénètrent dans les tissus pulmonaires plus profonds. »
En approfondissant l'enquête, les spécialistes ont découvert que des cellules des voies respiratoires infectées révélaient qu'une importante protéine muqueuse appelée MUC5AC était épuisée à l'intérieur d'elles, probablement parce que les protéines étaient sécrétées pour tenter de piéger les virus envahisseurs. Mais la charge virale a continué d'augmenter car les cellules responsables de la production de MUC5AC ont été submergées par une infection virale endémique.
Les scientifiques savaient déjà, grâce à des études épidémiologiques, que les patients souffrant d'asthme allergique, dont on sait qu'ils surproduisent MUC5AC, étaient moins sensibles au COVID sévère. Ehre et ses collègues savaient également que la cytokine IL-13 augmentait la sécrétion de MUC5AC dans les poumons lorsque les patients asthmatiques étaient confrontés à un allergène. Ils ont donc décidé d'imiter les voies respiratoires des asthmatiques en traitant les autres avec de l'IL-13.
Ils ont ensuite mesuré les titres viraux, l'ARNm viral, le taux de clairance et le nombre total de cellules infectées. Les deux ont été considérablement réduits. Ils ont découvert que cela était toujours vrai même lorsque le mucus était éliminé des cultures, suggérant que d'autres facteurs étaient impliqués dans les effets protecteurs de l'IL-13 contre le SARS-CoV-2.
L'analyse du séquençage de l'ARN a révélé que l'IL-13 régulait positivement les gènes qui contrôlent les processus antiviraux, importants pour la défense immunitaire des voies respiratoires Ils ont également démontré que l'IL-13 réduisait la quantité de virus dans les cellules et la transmission virale de cellule à cellule.
Dans l'ensemble, ces résultats indiquent que l'IL-13 a affecté de manière significative l'entrée du virus dans les cellules, la réplication dans les cellules et la propagation du virus, limitant ainsi la capacité du virus à trouver son chemin le plus profond dans les voies respiratoires et à déclencher une maladie grave. « Nous pensons que cette recherche montre encore plus à quel point il est important de traiter l'infection par le SARS-CoV-2 le plus rapidement possible », a conclu Ehre.
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