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La nouvelle étude met en lumière les raisons pour lesquelles de nombreux patients COVID-19 souffrent d’hypoxie

Une nouvelle étude publiée dans ratios de cellules souches du Le journal des chercheurs de l’Université de l’Alberta explique pourquoi de nombreux patients COVID-19, même ceux qui ne sont pas hospitalisés, souffrent d’hypoxie – un état potentiellement dangereux dans lequel il y a une diminution de l’oxygénation dans les tissus du corps. L’étude montre également pourquoi la dexaméthasone, un médicament anti-inflammatoire, a été un traitement efficace pour les personnes atteintes du virus.

Les faibles niveaux d’oxygène dans le sang ont été un problème important chez les patients COVID-19. Pour cette raison, nous avons pensé qu’un mécanisme potentiel pourrait être que le COVID-19 aurait un impact sur la production de globules rouges. »

Shokrollah Elahi, responsable de l’étude, professeur agrégé, faculté de médecine et de dentisterie

Dans l’étude, Elahi et son équipe ont examiné le sang de 128 patients atteints de COVID-19. Les patients comprenaient ceux qui étaient gravement malades et admis aux soins intensifs, ceux qui présentaient des symptômes modérés et ont été admis à l’hôpital, et ceux qui avaient une version bénigne de la maladie et n’ont passé que quelques heures à l’hôpital. Les chercheurs ont découvert qu’au fur et à mesure que la maladie devenait plus grave, plus de globules rouges immatures étaient immergés dans la circulation sanguine, représentant parfois jusqu’à 60 pour cent du total des cellules dans le sang. En comparaison, les globules rouges immatures représentent moins d’un pour cent, voire un, dans le sang d’une personne en bonne santé.

« Les globules rouges immatures résident dans la moelle osseuse et nous ne les voyons normalement pas dans la circulation sanguine », a expliqué Elahi. « Cela indique que le virus frappe la source de ces cellules. Par conséquent, et pour compenser l’épuisement des globules rouges immatures sains, le corps en produit nettement plus pour fournir suffisamment d’oxygène à l’organisme. »

Le problème est que les globules rouges immatures ne transportent pas d’oxygène – seuls les globules rouges matures le font. Le deuxième problème est que les globules rouges immatures sont très sensibles à l’infection au COVID-19. Comme les globules rouges immatures sont attaqués et détruits par le virus, le corps ne peut pas remplacer les globules rouges matures – qui ne vivent que 120 jours environ – et la capacité à transporter l’oxygène dans la circulation sanguine est diminuée.

La question était de savoir comment le virus infecte les globules rouges immatures. Elahi, connu pour ses travaux antérieurs démontrant que les globules rouges immatures rendaient certaines cellules plus sensibles au VIH, a commencé par étudier si les globules rouges immatures ont des récepteurs pour le SRAS-CoV-2. Après une série d’études, l’équipe d’Elahi a été la première au monde à montrer que les globules rouges immatures exprimaient le récepteur ACE2 et un co-récepteur, TMPRSS2, qui permettait au SARS-CoV-2 de les infecter.

En collaboration avec le laboratoire du virologue Lorne Tyrrell de l’Institut de virologie de l’Université d’État de Li Ka Shing, l’équipe a effectué des tests d’infection d’investigation avec des globules rouges immatures de patients COVID-19 et a testé ces cellules infectées par le SRAS-CoV-2 virus.

« Ces découvertes sont passionnantes mais elles montrent également deux conséquences importantes », a déclaré Elahi. « Premièrement, les globules rouges immatures sont les cellules infectées par le virus, et lorsque le virus les tue, il oblige le corps à essayer de répondre aux besoins en oxygène en pompant les globules rouges les plus immatures hors de la moelle osseuse. Mais cela crée simplement plus de cibles pour le virus.

Deuxièmement, les globules rouges immatures sont en fait de puissantes cellules immunosuppressives ; ils suppriment la production d’anticorps et suppriment l’immunité des cellules T contre le virus, aggravant ainsi la situation. Ainsi, dans cette étude, nous avons montré que plus de globules rouges immatures signifient une réponse immunitaire plus faible contre le virus. »

Suite à la découverte que les globules rouges immatures ont des récepteurs qui leur permettent d’être infectés par le coronavirus, l’équipe d’Elahi a ensuite commencé à tester divers médicaments pour voir s’ils pouvaient diminuer la sensibilité des globules rouges immatures au virus.

« Nous avons essayé le médicament anti-inflammatoire dexaméthasone, dont nous savions qu’il aidait à réduire la mortalité et la durée de la maladie chez les patients COVID-19, et avons trouvé une réduction significative de l’infection des globules rouges immatures », a déclaré Elahi.

Lorsque l’équipe a commencé à explorer pourquoi la dexaméthasone avait un tel effet, elle a découvert deux mécanismes potentiels. Premièrement, la dexaméthasone supprime la réponse des récepteurs ACE2 et TMPRSS2 au SRAS-CoV-2 dans les globules rouges immatures, réduisant ainsi les risques d’infection. Deuxièmement, la dexaméthasone augmente la vitesse à laquelle les globules rouges immatures arrivent à maturité, aidant les cellules à se débarrasser de leurs noyaux plus rapidement. Sans les noyaux, le virus n’a nulle part où se replier.

Heureusement, la mise en pratique des découvertes d’Elahi ne nécessite pas de changements significatifs dans la façon dont les patients COVID-19 qui sont actuellement traités.

« Au cours de la dernière année, la dexaméthasone a été largement utilisée dans le traitement du COVID-19, mais on ne comprenait pas bien pourquoi ou comment cela fonctionnait », a déclaré Elahi. « Donc, nous ne réorientons pas ou n’introduisons pas un nouveau médicament ; nous fournissons un mécanisme qui explique pourquoi les patients bénéficient du médicament. »

Elahi a noté que Wendy Sligl et Mohammed Osman avaient un rôle crucial dans le recrutement de patients COVID-19 pour l’étude. La recherche a été financée par Fast Grants, les Instituts de recherche en santé du Canada et une subvention de l’Institut de virologie Li Ka Shing.

La source:

Faculté de médecine et de dentisterie de l’Université de l’Alberta

Référence de la revue :

Shahbaz, S., et al. (2021) Les précurseurs et progéniteurs érythroïdes suppriment l’immunité adaptative et sont envahis par le SRAS-CoV-2. Rapports sur les cellules souches. doi.org/10.1016/j.stemcr.2021.04.001.

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