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Exploration de la modulation de la réponse immunitaire de la COVID-19

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Publié le vendredi 05 février 2021

Dans un article récent, l'équipe de recherche du professeur Antonio del Sol du Centre de biomédecine systémique (LCSB) de l'Université du Luxembourg décrit une nouvelle méthode d'identification des molécules qui amplifient et maintiennent la réponse inflammatoire lors d'une infection. Ils utilisent leur nouvelle méthode pour identifier ces molécules chez les patients atteints de COVID-19 et suggèrent de nouvelles cibles potentielles pour une intervention thérapeutique dans les cas graves de COVID-19.

En cas d'infection par un virus, par exemple, le système immunitaire humain est généralement déclenché pour combattre l'intrus. La réponse immunitaire est composée de processus complexes et implique différents types de cellules, qui communiquent entre elles par l'intermédiaire de cytokines.

L'une des principales tâches du système immunitaire est d'identifier et d'éliminer les cellules du corps qui ont été infectées et qui sont à l'origine de l'inflammation.

"Normalement, le système immunitaire est étroitement contrôlé, ce qui permet de limiter au maximum les lésions tissulaires", explique le professeur Antonio del Sol, chef du groupe de biologie computationnelle du LCSB. "Toutefois, dans les cas où le facteur pathogène ne peut pas être éliminé facilement, nous savons, grâce à d'autres maladies infectieuses, que les patients pourraient développer un état hyper-inflammatoire où la réponse immunitaire est amplifiée et maintenue par des boucles de rétroaction positive.

Cet état hyper-inflammatoire augmente la gravité des symptômes et peut même entraîner la mort. Le défi actuel est de savoir comment soulager l'inflammation tout en ne diminuant pas la capacité du patient à éliminer le SRAS-CoV-2, virus qui cause la COVID-19", poursuit-il.

Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont mis au point une méthode permettant d'identifier les modulateurs de la réponse immunitaire. En connaissant les molécules qui amplifient l'inflammation, leur activité pourrait être ramenée à des niveaux inoffensifs.

En analysant plus de 1 700 interactions entre cellules, le groupe a créé une carte complète de la réponse immunitaire dans les poumons des patients atteints de COVID-19 présentant des symptômes légers et graves. La particularité de cette approche est que l'information génomique des cellules individuelles a été utilisée pour créer ces cartes, représentant ainsi les différents types de cellules du système immunitaire.

"Nous avons décidé d'utiliser notre modèle dans le contexte de COVID-19, car les patients atteints de maladies graves présentent souvent une hyper inflammation qui met leur vie en danger", rapporte le Dr Sascha Jung, premier auteur de la publication. "Nous avons découvert que l'augmentation de l'inflammation est causée par des mécanismes de rétroaction, qui affaiblissent partiellement les cellules immunitaires et aggravent ainsi la réponse inflammatoire", ajoute-t-il.

Del Sol et son équipe ont utilisé leur modèle pour identifier les molécules qui pourraient être capables de moduler la réponse inflammatoire du système immunitaire. Il résume les résultats de cette approche : "Par la perturbation computationnelle des gènes impliqués dans les boucles de rétroaction, nous avons prédit que les protéines Versican et le Toll-like Receptor 2 joueraient un rôle majeur. Selon notre modèle, une inhibition de l'une ou l'autre de ces molécules peut perturber jusqu'à 75% des boucles de rétroaction sans interférer avec la réponse immunitaire générale".

La protéine Versican réside dans la matrice extracellulaire et est impliquée dans plusieurs processus de communication intercellulaire. À son tour, le Toll-like Receptor 2 réside à la surface des cellules où il détecte les molécules pathogènes. Ces deux protéines sont connues pour jouer un rôle dans la réponse immunitaire humaine.

Les résultats de cette étude ont déjà attiré l'attention des immunologistes lors de la conférence "Cytokines", la plus importante conférence mondiale sur la recherche fondamentale, translationnelle et clinique liée à la biologie des cytokines, où les travaux de Del Sol ont été présentés. Selon ces nouvelles découvertes, les protéines prédites constituent une cible potentielle pour une intervention médicale afin de traiter COVID-19, qui est actuellement évalué dans des modèles animaux avec des immunologistes de l'Université de Washington, aux États-Unis.

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