Une recherche génétique montre que la réponse immunitaire rapide des enfants les protège du COVID-19

School Children COVID

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La découverte de l’importance de la réponse de l’interféron dans la prévention des infections graves sera à la base de nouveaux diagnostics et de nouvelles thérapeutiques.

Des différences fondamentales dans la réponse immunitaire des adultes et des enfants peuvent aider à expliquer pourquoi les enfants sont beaucoup moins susceptibles de tomber gravement malades à cause du <span aria-describedby="tt" class="glossaryLink" data-cmtooltip="

SARS-CoV-2
Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is the official name of the virus strain that causes coronavirus disease (COVID-19). Previous to this name being adopted, it was commonly referred to as the 2019 novel coronavirus (2019-nCoV), the Wuhan coronavirus, or the Wuhan virus.

“> SRAS-CoV-2 , selon une nouvelle recherche du Wellcome Sanger Institute, University College London, et leurs collaborateurs.

L’étude, publiée dans la revue Nature , est l’étude unicellulaire la plus complète à comparer l’infection par le SRAS-CoV-2 chez les adultes et les enfants dans plusieurs organes. Les chercheurs ont constaté qu’une réponse immunitaire “innée” plus forte dans les voies respiratoires des enfants, caractérisée par le déploiement rapide des interférons, contribuait à limiter la réplication virale à un stade précoce. Chez les adultes, une réponse immunitaire moins rapide signifiait que le virus était plus à même d’envahir d’autres parties du corps où l’infection était plus difficile à contrôler.

Dans le cadre de l’initiative Human Cell Atlas 1 visant à cartographier tous les types de cellules du corps humain, les résultats de cette étude constitueront une contribution précieuse à la prévision du risque personnel lié au SRAS-CoV-2. Un écouvillon nasal permettant de mesurer la réponse immunitaire chez les adultes nouvellement infectés pourrait être utilisé pour identifier les personnes à haut risque qui pourraient être candidates à un traitement préventif par anticorps monoclonal. Des recherches récentes ont également suggéré que l’inhalation d’interférons pourrait être une thérapie viable 2 .

Le système immunitaire avec lequel nous naissons n’est pas le même que celui que nous avons à l’âge adulte. Le système immunitaire “inné” des enfants est plus à même de reconnaître automatiquement les virus ou bactéries dangereux, déclenchant des cellules B et T “naïves” qui peuvent s’adapter à la menace. Les adultes ont un système immunitaire plus “adaptatif” contenant un énorme répertoire de types de cellules B et T “à mémoire”, qui ont été entraînées par une exposition antérieure pour répondre à une menace particulière 3 . Bien que le système immunitaire des adultes ait également une réponse innée, celle-ci est plus active chez les enfants.

L’un des principaux mécanismes des deux systèmes immunitaires est un groupe de protéines appelées interférons, qui sont libérées en présence de menaces virales ou bactériennes et qui indiquent aux cellules voisines de renforcer leurs défenses. Les interférons sont des protéines dotées d’une forte activité antivirale et leur production entraîne généralement l’activation des cellules B et T, qui tuent les cellules infectées et empêchent l’agent pathogène de se propager davantage.

Pour cette étude, les chercheurs de l’University College London (UCL) et des hôpitaux affiliés 4 ont collecté et traité des échantillons de voies respiratoires et de sang provenant de 19 enfants et 18 adultes <span aria-describedby="tt" class="glossaryLink" data-cmtooltip="

COVID-19
First identified in 2019 in Wuhan, China, Coronavirus disease 2019 (COVID-19) is an infectious disease caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). It has spread globally, resulting in the 2019–20 coronavirus pandemic.

“> COVID-19 présentant des symptômes allant d’asymptomatiques à graves, ainsi que des échantillons de contrôle provenant de 41 enfants et adultes en bonne santé.

Le séquençage unicellulaire des échantillons a été effectué au Wellcome Sanger Institute pour générer un ensemble de données de 659 217 cellules individuelles. Ces cellules ont ensuite été analysées, révélant 59 types cellulaires différents dans les voies respiratoires et 34 types cellulaires dans le sang, dont certains jamais décrits auparavant.

L’analyse a montré que les interférons étaient plus fortement exprimés chez les enfants en bonne santé que chez les adultes, avec une réponse immunitaire plus rapide à l’infection dans les voies respiratoires des enfants. Cela permettrait de limiter la réplication virale à un stade précoce et donnerait aux enfants un avantage immédiat pour empêcher le virus d’infecter le sang et d’autres organes.

“Le SRAS-CoV-2 étant un nouveau virus, le système immunitaire adaptatif des adultes n’a pas appris à y répondre. Le système immunitaire inné des enfants est plus souple et mieux à même de répondre à de nouvelles menaces. Ce que nous observons au niveau moléculaire, ce sont des niveaux élevés d’interférons et une réponse immunitaire très rapide chez les enfants, ce qui contribue à expliquer pourquoi ils sont moins gravement touchés par le COVID-19 que les adultes.&rdquo ;

&mdash ; Le Dr. Masahiro Yoshida, University College London

L’étude a également montré comment le système immunitaire des adultes, avec son nombre élevé de cellules immunitaires “tueuses” telles que les cellules B et T, peut se retourner contre l’organisme une fois que le SRAS-CoV-2 s’est propagé à d’autres parties du corps du patient.

“Par rapport aux enfants, le sang des adultes contient un plus grand nombre et une plus grande variété de cellules immunitaires cytotoxiques, qui sont conçues pour tuer les cellules infectées.des cellules pour empêcher la propagation d’une infection. Mais la frontière est mince entre l’aide et l’entrave. Une fois que le virus s’est propagé dans plusieurs parties du corps, les organes peuvent être endommagés par le système immunitaire qui tente et échoue à contrôler l’infection. Notre étude montre que non seulement les enfants réagissent mieux au départ, mais que si le virus pénètre dans le sang, la réponse cytotoxique est moins forte.&rdquo ;

&mdash ; Dr. Marko Nikolic, University College London

Savoir exactement comment et pourquoi la réponse immunitaire au SRAS-CoV-2 peut échouer à contrôler l’infection ou commencer à nuire à l’organisme donne aux scientifiques les moyens de commencer à se demander pourquoi certains individus peuvent être plus exposés à une maladie grave.

Ces données suggèrent que les adultes nouvellement diagnostiqués pourraient être testés pour vérifier les niveaux d’interféron dans les voies respiratoires. Des niveaux d’interféron plus élevés, similaires à ceux trouvés chez les enfants, suggéreraient un risque plus faible de maladie grave, alors que des niveaux d’interféron faibles suggéreraient un risque plus élevé. Les patients à haut risque pourraient alors envisager des traitements préventifs tels que les anticorps monoclonaux, qui sont coûteux et dont l’approvisionnement peut être limité.

“Pour faire simple, la réponse immunitaire innée est meilleure pour combattre le COVID-19 et les enfants ont une immunité innée plus forte, mais l’immunité est aussi un ballet complexe impliquant de nombreux types de cellules. Le moment et les types de cellules qui sont déclenchés influencent la façon dont une infection se développe, et cela varie d’un individu à l’autre pour toutes sortes de raisons, outre l’âge. Certaines des différences que nous observons entre les enfants et les adultes peuvent nous aider à réfléchir à la façon dont nous évaluons le risque personnel pour les adultes afin d’atténuer les maladies graves et les décès.&rdquo ;

&mdash ; Dr. Kerstin Meyer, Wellcome Sanger Institute

En outre, il existe de plus en plus de preuves des avantages thérapeutiques de l’interféron bêta 1a inhalé. D’après les résultats de l’étude, cela devrait être particulièrement le cas pour les patients présentant une activation faible ou absente de l’interféron.

“Les résultats sont intéressants non seulement pour l’étude du COVID-19, mais plus largement pour la compréhension des changements dans les voies respiratoires et le sang au cours de l’enfance. Ils démontrent le pouvoir de la résolution unicellulaire pour révéler les différences dans la biologie des enfants et des adultes, tout en indiquant des considérations très différentes lorsqu’on réfléchit à la façon dont une maladie spécifique apparaît et peut être traitée. &rdquo ;

&mdash ; Jonah Cool, Chan-Zuckerberg Initiative

Notes

  1. ­­ ; L’Atlas cellulaire humain (HCA) est un consortium international de collaboration qui crée des cartes de référence complètes de toutes les cellules humaines, les unités fondamentales de la vie, afin de comprendre la santé humaine et de diagnostiquer, surveiller et traiter les maladies. L’HCA aura un impact sur tous les aspects de la biologie et de la médecine, propulsant les découvertes et les applications translationnelles et menant finalement à une nouvelle ère de médecine de précision. Le HCA a été cofondé en 2016 par le Dr Sarah Teichmann du Wellcome Sanger Institute (Royaume-Uni) et le Dr Aviv Regev, alors au Broad Institute du <span aria-describedby="tt" class="glossaryLink" data-cmtooltip="
    MIT
    MIT is an acronym for the Massachusetts Institute of Technology. It is a prestigious private research university in Cambridge, Massachusetts that was founded in 1861. It is organized into five Schools: architecture and planning; engineering; humanities, arts, and social sciences; management; and science. MIT’s impact includes many scientific breakthroughs and technological advances.

    “> MIT et de Harvard (États-Unis). Véritable initiative mondiale, le HCA compte aujourd’hui plus de 2 000 membres, originaires de plus de 75 pays. https://www.humancellatlas.org

  2. Pour de plus amples informations sur ces études, voir : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33189161/
    et https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7833737/
  3. Cet article paru dans The Atlantic est une introduction instructive et accessible au système immunitaire humain et à sa réaction au SRAS-CoV-2.
  4. Hôpitaux affiliés à l’UCL, dont le Great Ormond Street Hospital, l’University College Hospital, les Royal Free Hospitals et le Whittington Hospital

Référence : “Local and systemic responses to SARS-CoV-2 infection in children and adults&rdquo ; par Masahiro Yoshida, Kaylee B. Worlock, Ni Huang, Rik G. H. Lindeboom, Colin R. Butler, Natsuhiko Kumasaka, Cecilia Dominguez Conde, Lira Mamanova, Liam Bolt, Laura Richardson, Krzysztof Polanski, Elo Madissoon, Josephine L. Barnes, Jessica Allen-Hyttinen, Eliz Kilich, Brendan C. Jones, Angus de Wilton, Anna Wilbrey-Clark, Waradon Sungnak, J. Patrick Pett, Juliane Weller, Elena Prigmore, Henry Yung, Puja Mehta, Aarash Saleh, Anita Saigal, Vivian Chu, Jonathan M. Cohen, Clare Cane, Aikaterini Iordanidou, Soichi Shibuya, Ann-Kathrin Reuschl, Iván T. Herczeg, A. Christine Argento, Richard G. Wunderink, Sean B. Smith, Taylor A. Poor, Catherine A.Gao, Jane E. Dematte, NU SCRIPT Study Investigators, Gary Reynolds, Muzlifah Haniffa, Georgina S. Bowyer, Matthew Coates, Menna R. Clatworthy, Fernando J. Calero-Nieto, Berthold Göttgens, Christopher O’Callaghan, Neil J. Sebire, Clare Jolly, Paolo de Coppi, Claire M. Smith, Alexander V. Misharin, Sam M. Janes, Sarah A. Teichmann, Marko Z. Nikolic et Kerstin B. Meyer, 22 décembre 2021, Nature.
DOI : 10.1038/s41586-021-04345-x

Cette recherche a été financée par Wellcome, la Chan Zuckerberg Initiative, Rosetrees Trust, Action Medical Research, Medical Research Council et le programme Horizon 2020 de l’Union européenne.

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