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Les chercheurs identifient la «  signature  » des protéines dans les cas graves de COVID-19 – Harvard Gazette

Les chercheurs identifient la «  signature  » des protéines dans les cas graves de COVID-19 – Harvard Gazette



Des chercheurs du Massachusetts General Hospital (MGH) affilié à Harvard ont identifié la «signature» protéique du COVID-19 sévère, qu’ils décrivent dans une nouvelle étude publiée dans Cell Reports Medicine.

«Nous voulions savoir si nous pouvions identifier les mécanismes qui pourraient contribuer à la mort du COVID-19», explique l’expert en maladies infectieuses de l’HGM Marcia Goldberg, qui étudie les interactions entre les agents pathogènes microbiens et leurs hôtes, et est l’auteur principal de l’étude. «En d’autres termes, pourquoi certains patients meurent-ils de cette maladie, tandis que d’autres – qui semblent tout aussi malades – survivent?»

En mars 2020, lorsque les premiers patients présentant des symptômes du COVID-19 ont commencé à arriver au service des urgences de l’HGM, Goldberg a été contactée par son collègue, Michael Filbin, médecin traitant et directeur de la recherche clinique à l’urgence de l’HGM, et auteur principal de l’étude. Filbin et Goldberg avaient auparavant commencé à collaborer avec l’immunologiste MGH Nir Hacohen pour développer des méthodes d’étude des réponses immunitaires humaines aux infections, qu’ils avaient appliquées à la maladie connue sous le nom de septicémie bactérienne. Les trois ont convenu de s’attaquer à ce nouveau problème dans le but de comprendre comment le système immunitaire humain répond au SRAS-CoV-2, le nouvel agent pathogène responsable du COVID-19.

Pour entreprendre cette étude, l’équipe de l’HGM a utilisé la protéomique, qui est l’analyse de l’ensemble de la composition protéique (ou protéome) d’une cellule, d’un tissu ou d’un organisme. Dans ce cas, une analyse protéomique a été utilisée pour étudier des échantillons de sang prélevés sur des patients arrivant à l’urgence de l’hôpital avec des symptômes respiratoires compatibles avec COVID-19. La collecte de ces spécimens a nécessité une grande équipe de collaborateurs de nombreux départements, qui ont travaillé des heures supplémentaires pendant cinq semaines pour recueillir des échantillons de sang de 306 patients testés positifs pour COVID-19, ainsi que de 78 patients présentant des symptômes similaires qui ont été testés négatifs pour le coronavirus.

Ensuite, Arnav Mehta, chercheur postdoctoral au Broad Institute du MIT et de Harvard, a été recruté pour superviser l’interprétation des données complexes produites par l’analyse protéomique. Mehta travaille également dans le laboratoire de Hacohen, et les deux étaient intéressés depuis longtemps à utiliser l’analyse protéomique du sang comme alternative aux biopsies (qui sont invasives et douloureuses). «Nous avons demandé, que pouvons-nous apprendre sur ce qui se passe dans le corps simplement en regardant les signatures de protéines dans le sang?» dit Mehta.

L’étude a révélé que la plupart des patients atteints de COVID-19 ont une signature protéique cohérente, quelle que soit la gravité de la maladie; comme on pouvait s’y attendre, leur corps monte une réponse immunitaire en produisant des protéines qui attaquent le virus. «Mais nous avons également trouvé un petit sous-ensemble de patients atteints de la maladie qui n’ont pas démontré la réponse pro-inflammatoire qui est typique des autres patients COVID-19», dit Filbin, mais ces patients étaient tout aussi susceptibles que d’autres d’avoir une maladie grave. Filbin note que les patients de ce sous-groupe étaient généralement des personnes âgées atteintes de maladies chroniques, dont le système immunitaire était probablement affaibli.

L’étape suivante a consisté à comparer les signatures protéiques des patients atteints d’une maladie grave (définie comme ceux qui ont nécessité une intubation ou qui sont décédés dans les 28 jours suivant leur hospitalisation) avec des patients présentant des cas moins graves de COVID-19. La comparaison a permis aux chercheurs d’identifier plus de 250 protéines «associées à la gravité». Fait important, note Mehta, le sang a été prélevé sur des patients trois fois (lors de l’inscription, puis trois et sept jours plus tard). «Cela nous a permis de regarder la trajectoire de la maladie», explique Mehta. Entre autres révélations, cela a montré que la protéine associée à la gravité la plus répandue, une protéine pro-inflammatoire appelée interleukine-6, ou IL-6, augmentait régulièrement chez les patients décédés, alors qu’elle augmentait puis diminuait chez les personnes atteintes d’une maladie grave qui ont survécu. . Les premières tentatives d’autres groupes pour traiter les patients atteints de COVID-19 souffrant de détresse respiratoire aiguë avec des médicaments qui bloquent l’IL-6 ont été décevantes, bien que des études plus récentes semblent prometteuses dans la combinaison de ces médicaments avec la dexaméthasone stéroïde.

Cependant, Hacohen note que de nombreuses autres protéines associées à la gravité identifiées par l’analyse sont probablement importantes pour comprendre pourquoi seule une partie du COVID-19 développe des cas graves. Apprendre comment la maladie affecte les poumons, le cœur et d’autres organes est essentiel, dit-il, et l’analyse protéomique du sang est une méthode relativement simple pour obtenir cette information. «Vous pouvez vous demander lesquelles des milliers de protéines qui circulent dans votre sang sont associées au résultat réel», dit Hacohen, «et s’il existe un ensemble de protéines qui nous disent quelque chose.»

Goldberg pense que les signatures protéomiques identifiées dans cette étude feront exactement cela. «Ils sont très susceptibles d’être utiles pour déterminer certains des mécanismes sous-jacents qui conduisent à une maladie grave et à la mort du COVID-19», déclare Goldberg, notant sa gratitude envers les patients impliqués dans l’étude. Leurs échantillons sont déjà utilisés pour étudier d’autres aspects du COVID-19, tels que l’identification des qualités des anticorps que les patients forment contre le virus.

Goldberg dirige le laboratoire Goldberg à l’HGM, est professeur de médecine d’urgence à la Harvard Medical School (HMS) et est membre associé du Broad Institute. Filbin est professeur adjoint de médecine à HMS et membre associé du Broad Institute. Hacohen dirige le laboratoire Hacohen à l’HGM et est professeur de médecine au HMS et membre du Broad Institute. Mehta est chercheur en hématologie et en oncologie au Dana-Farber Cancer Institute et à l’HGM.

L’étude a été soutenue par la bourse postdoctorale de la Fondation de la fibrose kystique; un cadeau de Sandra, Sarah, et Arthur Irving; l’American Lung Association (COVID-19 Action Initiative); le Comité exécutif de recherche de l’HGM; l’Initiative Chan-Zuckerberg; et le Harvard Catalyst / Harvard Clinical and Translational Science Center (National Center for Advancing Translational Sciences, National Institutes of Health Awards).



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