Un consortium international étudie les cellules immunitaires hyperactives comme cause possible des décès dus à la COVID-19

Une nouvelle publication établit un lien entre l'infiltration de neutrophiles dans les poumons des patients et les symptômes de la COVID-19

Montréal, 16 avril 2020 - Dans la bataille urgente pour traiter les patients atteints de COVID-19, un groupe de onze organisations internationales de recherche médicale étudie si les cellules immunitaires hyperactives qui produisent des pièges extracellulaires de neutrophiles (dits Neutrophil Extracellular Traps ou NETs) sont à l'origine des cas les plus graves. Le consortium, appelé NETwork, comprend le Laboratoire Cold Spring Harbor, les Feinstein Institutes for Medical Research et l'Institut de recherche du Centre universitaire de santé McGill (IR-CUSM).

Figure 1. Les neutrophiles, qui font partie du système immunitaire de l'organisme, détectent les bactéries et peuvent expulser leur ADN (voir les fleches) pour les attaquer à l'aide d'un réseau d'ADN attaché à des enzymes toxiques, appelé NET.

Un article publié aujourd'hui dans le Journal of Experimental Medicine décrit que les patients atteints d'une infection grave causée par la COVID-19 développent un syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA), une inflammation pulmonaire, d’épaisses sécrétions de mucus dans les voies respiratoires, des lésions pulmonaires étendues et des caillots sanguins. Ce stade avancé de la maladie est difficile à gérer. Dans le pire des cas, les patients ont besoin d'une ventilation mécanique invasive, et néanmoins, un grand nombre de patients meurent. L’équipe de NETwork suggère que la gravité de la COVID-19 pourrait résulter de l'hyperactivité des globules blancs appelés neutrophiles. Les neutrophiles, qui font partie du système immunitaire de l'organisme, détectent les bactéries et peuvent expulser leur ADN pour les attaquer à l'aide d'un réseau d'ADN attaché à des enzymes toxiques, appelé NET. Ces NETs peuvent piéger et digérer l'agent pathogène indésirable, mais dans les cas de SDRA, ils endommagent les poumons et d'autres organes. 

« Étant donné les similitudes évidentes entre la présentation clinique de la COVID-19 grave et d'autres maladies connues provoquées par les NETs, telles que le SDRA, nous proposons que l'excès de NETs puisse jouer un rôle majeur dans la maladie », a déclaré Betsy Barnes, PhD, auteure principale et co-correspondante de l'article et professeure aux Feinstein Institutes. « Au fur et à mesure que des échantillons de patients seront disponibles, il sera important de déterminer si la présence de NETs est associée à la gravité de la maladie et/ou à des caractéristiques cliniques particulières de la COVID-19 ».

Figure 2. La formation excessive de NETs peut entraîner une variété de pathologies graves. Dans les poumons, les NETs entraînent l'accumulation de mucus dans les voies respiratoires des patients atteints de fibrose kystique. Les NETs sont également à l'origine du syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) après l'apparition de divers inducteurs, dont la grippe. Dans le système vasculaire, les NETs provoquent de l'athérosclérose et des anévrismes aortiques, ainsi que de la thrombose (en particulier de la microthrombose), avec des effets dévastateurs sur le fonctionnement des organes.

« Les NETs ont été identifiés en 2004, mais de nombreux scientifiques n'en ont jamais entendu parler. La plupart des chercheurs du groupe NETwork ont travaillé sur des NETs présents dans d'autres maladies, et quand nous avons commencé à entendre parler des symptômes des patients atteints de COVID-19, cela nous a semblé familier, » a déclaré Mikala Egeblad, biologiste du cancer au Laboratoire Cold Spring Harbor, auteure co-correspondante de l'article qui a réuni le groupe de recherche du NETwork autour de la COVID-19.

Jonathan Spicer, MD PhD, clinicien-chercheur à l'IR-CUSM et professeur adjoint de chirurgie à l'Université McGill, est un chirurgien thoracique qui a été témoin des effets dévastateurs de la COVID-19 au chevet des patients. « Nous voyons chez ces patients des lésions pulmonaires graves connues sous le nom de SDRA, un autre problème sérieux causé par un excès de NETs et observé dans les cas sévères de grippe, a-t-il déclaré. Leurs voies respiratoires sont souvent obstruées par un mucus épais et, contrairement à ce que l’on observe pour la plupart des infections pulmonaires graves, ces patients ont tendance à former de petits caillots dans tout leur corps à un rythme beaucoup plus élevé que la normale. Des NETs ont également été trouvés dans le sang de patients atteints de septicémie ou de cancer, où ils peuvent faciliter la formation de tels caillots »

Les chercheurs des onze institutions membres du groupe NETwork poursuivent actuellement des études pour savoir si les NETs sont une caractéristique commune des cas de COVID-19. Si leurs conclusions montrent que les excès de NETs provoquent les symptômes graves de la COVID-19, alors une nouvelle piste thérapeutique pourrait être envisagée pour aider les patients atteints de COVID-19. Les traitements actuels utilisés pour d'autres maladies causées par les NETs ou les neutrophiles comme la fibrose kystique, la goutte et la polyarthrite rhumatoïde pourraient atténuer l'activité des NETs chez les patients atteints de COVID-19, réduisant ainsi le besoin de recourir à une ventilation mécanique invasive. 

Les instituts de recherche suivants font partie du groupe NETwork: le Laboratoire de Cold Spring Harbor, les Feinstein Institutes for Medical Research, le Centre universitaire de santé McGill, le Weill Cornell Medicine, la Donald and Barbara Zucker School of Medicine at Hofstra/Northwell, le Centre hospitalier universitaire de Nancy, l’Université du Michigan, l’Université de Californie à San Francisco, l’Université du Texas, le MD Anderson Cancer Center, l’École de médecine de l’Université de l’Utah et Northwell Health.

Vidéo: How NETs harm lungs (en anglais seulement, source: CSHL)
 

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