Comment la COVID-19 déclenche une inflammation massive dans le corps

Près de deux ans après la déclaration de la pandémie de COVID-19 par l'Organisation mondiale de la santé (OMS), les experts cherchent toujours des réponses à certaines des questions posées par le virus.

Une étude menée par des chercheurs du Boston Children's Hospital explique pour la première fois pourquoi la COVID-19 provoque une inflammation sévère chez certaines personnes, avec une détresse respiratoire aiguë marquée et des lésions multiorganiques.

Étonnamment, l'étude révèle également que les anticorps que les personnes développent lorsqu'elles contractent la COVID-19 peuvent parfois causer plus d'inflammation, alors que les anticorps générés par les vaccins à ARNm contre la COVID-19 semblent ne pas le faire.

Les chercheurs, dirigés par les docteurs Judy Lieberman et Caroline Junqueira, du Boston Children's Program in Cellular and Molecular Medicine, ainsi que le Dr Michael Filbin, du Massachusetts General Hospital, ont publié leurs conclusions le 6 avril dans Nature. « Nous voulions comprendre ce qui distingue les patients atteints de COVID-19 légère par rapport à sévère. Nous savons que de nombreux marqueurs inflammatoires sont élevés chez les personnes atteintes de maladies graves et que l'inflammation est à l'origine de la gravité de la maladie, mais nous ne savions pas ce qui déclenche l'inflammation », a déclaré Lieberman.

Les chercheurs ont analysé des échantillons de sang frais provenant de patients atteints de COVID-19 qui se sont présentés au service des urgences du Massachusetts General Hospital. Ils les ont comparés à des échantillons provenant de personnes en bonne santé et de patients souffrant d'autres affections respiratoires. Ils ont également examiné des tissus d'autopsie pulmonaire provenant de personnes décédées des suites de la COVID-19.

Une mort féroce des cellules immunitaires

Ils ont découvert que le SARS-CoV-2 peut infecter les monocytes, les cellules immunitaires du sang qui agissent comme des « sentinelles » ou des réponses précoces à l'infection, ainsi que des macrophages, des cellules immunitaires similaires dans les poumons.

Une fois infectés, les deux types de cellules subissent une mort féroce (pyroptose) qui libère une explosion de puissants signaux d'alerte inflammatoires. « Chez les patients infectés, environ 6 pour cent des monocytes dans le sang mouraient d'une mort inflammatoire », explique Lieberman. « C'est un grand nombre à trouver, car les cellules qui meurent sont rapidement éliminées du corps. »

Lors de l'examen du tissu pulmonaire des personnes décédées des suites de la COVID-19, ils ont constaté qu'environ un quart des macrophages présents dans les tissus étaient en train de mourir. Lorsque les chercheurs ont étudié les signes du SARS-CoV-2 dans les cellules, ils ont découvert qu'environ 10 % des monocytes et 8 % des macrophages pulmonaires étaient infectés.

Le fait que les monocytes et les macrophages puissent être infectés par le SARS-CoV-2 a été une surprise, car les monocytes n'ont pas de récepteurs ACE2, le portail d'entrée classique du virus, et les macrophages ont de faibles quantités d'ACE2. Lieberman pense que l'infection des monocytes par le SARS-CoV-2 aurait pu être manquée auparavant en partie parce que les chercheurs étudient souvent des échantillons de sang congelés, dans lesquels aucune cellule morte n'apparaît.

L'étude a également montré que si le SARS-CoV-2 était capable d'infecter les monocytes et les macrophages, il ne pouvait pas produire de nouveaux virus infectieux. Les chercheurs pensent que les cellules sont mortes rapidement de la pyroptose avant que les nouveaux virus ne puissent se former complètement. « D'une manière ou d'une autre, l'absorption du virus par ces cellules « sentinelles » est protectrice : elle absorbe le virus et recrute davantage de cellules immunitaires. Mais la mauvaise nouvelle, c'est que toutes ces molécules inflammatoires sont libérées. Chez les personnes plus sujettes à l'inflammation, comme les personnes âgées, cela peut devenir incontrôlable », a déclaré Lieberman.

Des anticorps qui facilitent l'infection ?

Un certain groupe de monocytes était particulièrement susceptible d'être infecté : ceux porteurs d'un récepteur appelé CD16. Ces monocytes « non classiques » ne représentent qu'environ 10% de tous les monocytes, mais leur nombre a augmenté chez les patients atteints de COVID-19, ont découvert les chercheurs. Ils étaient également plus susceptibles d'être infectés : environ la moitié étaient infectés, comparativement à aucun des monocytes sanguins classiques.

Le récepteur CD16 semble reconnaître les anticorps dirigés contre la protéine de pointe du SARS-CoV-2. Les chercheurs pensent que ces anticorps peuvent en fait faciliter l'infection des monocytes porteurs du récepteur. « Les anticorps recouvrent le virus et les cellules dotées du récepteur CD16 absorbent le virus », explique Lieberman.

Cependant, lorsque l'équipe a étudié des patients sains ayant reçu des vaccins à ARNm contre la COVID-19, les anticorps qu'ils ont développés ne semblaient pas faciliter l'infection. La raison n'est pas encore claire ; les chercheurs pensent que les anticorps générés par le vaccin ont des propriétés légèrement différentes de celles des anticorps qui se développent au cours de l'infection et ne se lient pas aussi bien au récepteur CD16. Par conséquent, les cellules n'absorbent pas le virus.

Lieberman et ses collègues pensent que ces résultats pourraient avoir des implications sur l'utilisation d'anticorps monoclonaux pour traiter la COVID-19, ce qui explique pourquoi le traitement ne fonctionne que s'il est administré tôt. « Il se peut que plus tard, les anticorps aident à améliorer l'inflammation », dit-elle. « Il se peut que nous devions examiner les propriétés des anticorps. »

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