La recherche examine les rôles des cytokines lors de l’infection par le SRAS-CoV-2 chez les macaques rhésus

Dans une étude récente publiée dans le bioRxiv*preprint server, des chercheurs aux États-Unis ont évalué le rôle de deux cytokines, l’interféron-gamma (IFN-γ) et l’interleukine-10 (IL-10), dans la régulation précoce des réponses des cellules immunitaires et de l’inflammation lors du coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (infection par le SRAS-CoV-2) chez les macaques rhésus.

Étude : L’IL-10 supprime l’expansion des lymphocytes T tout en favorisant la formation de cellules mémoire résidentes dans les tissus pendant l’infection par le SRAS-CoV-2 chez les macaques rhésus. Crédit d’image : StudioMolekuul/Shutterstock

Arrière plan

Alors que l’IFNγ est une cytokine pro-inflammatoire, l’IL-10 est une cytokine anti-inflammatoire. Ces deux voies distinctes déterminent l’équilibre de l’inflammation et de la réplication du SRAS-CoV-2 au début de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) ou pendant ses phases précoces. Cependant, les études ont à peine étudié l’importance de ces cytokines lors de l’infection par le SRAS-CoV-2.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé un modèle de primate non humain (NPH) pour mesurer les changements dans l’inflammation pulmonaire, la réplication virale et les réponses immunitaires cellulaires contre le SRAS-CoV-2 après avoir bloqué les voies des cytokines. L’étude avait un critère d’évaluation prédéterminé entre les jours 28 et 35 après l’infection.

L’équipe a créé trois groupes de traitement, chacun composé de cinq macaques rhésus mâles âgés de 2,5 à 5 ans et pesant de 3,5 à 5 kilogrammes. Ils ont infecté des animaux de test avec le SRAS-CoV-2 en cinq vagues, chaque vague d’infection infectant un animal par groupe de traitement (un total de trois).

Les chercheurs ont utilisé HEK-Blue^MT lignées cellulaires rapporteurs à quantifier in vitro Signalisation IL-10 et IFNγ. Une réaction de changement de couleur a indiqué l’ampleur de la signalisation des cytokines, que l’équipe a quantifiée à l’aide d’un spectrophotomètre à 650 nanomètres. Ils ont utilisé la tomographie par émission de positrons (TEP)/tomodensitométrie (TDM) au f-fluorodésoxyglucose (FDG) pour imager la région du thorax des macaques infectés. Ils ont identifié des volumes d’intérêt (VOI) ou des lésions sur chaque scanner thoracique obtenu le jour 2 ou le jour 6, qu’ils ont transférés sur des images TEP/CT alignées pour évaluer le changement de volume de la lésion ou l’absorption du FDG.

Au cours de l’autopsie des animaux, l’équipe a géré des lésions qui semblaient être continues sur PET/CT mais résultaient d’une inflammation dans plus d’un lobe pulmonaire distinct. De plus, ils ont scanné le haut de l’abdomen, y compris la rate et le côlon transverse, ainsi que la tête et le cou. les a aidés à déterminer ^(18F)Absorption du FDG dans les amygdales et les cornets nasaux.

Enfin, les chercheurs ont prélevé les poumons et les voies respiratoires, les cornets nasaux, les glandes salivaires, les amygdales, la rate, les tissus et les ganglions lymphatiques des animaux euthanasiés. Dans les poumons, ils ont évalué la localisation parenchymateuse des lymphocytes T, tout en utilisant des tissus de ganglions lymphatiques pour l’isolement de l’acide ribonucléique (ARN), l’analyse histologique et des préparations unicellulaires pour la cytométrie en flux.

Résultats de l’étude

Bien que le blocage de l’IFNγ ait réduit la formation de centres germinatifs dans les ganglions lymphatiques réactifs, il n’a eu que peu ou pas d’effet sur les caractéristiques des réponses des lymphocytes B ou T. Les enquêteurs n’ont évalué aucun impact possible de l’IFNγ sur la fonction cellulaire myéloïde, même s’il y en avait. Cependant, ils ont trouvé des effets intéressants de l’IL-10 sur les réponses des lymphocytes T spécifiques au SARS-CoV-2.

Premièrement, l’IL-10 a inhibé l’ampleur des réponses des lymphocytes T spécifiques au virus dans la circulation, les voies respiratoires inférieures et les ganglions lymphatiques pulmonaires. L’analyse de l’expression du gène marqueur de prolifération Ki-67 a confirmé que l’IL-10 ne prolongeait pas le cycle des lymphocytes T spécifiques du virus, mais les médiait plutôt au cours de l’éclatement clonal précoce. Deuxièmement, l’IL-10 a favorisé la vitesse à laquelle les lymphocytes T spécifiques du SRAS-CoV2 se sont différenciés en lymphocytes T mémoire résidant dans les tissus (T_M) sur les surfaces muqueuses des voies respiratoires inférieures, probablement en activant les monocytes pour augmenter la production de facteur de nécrose tumorale bêta (TGFβ), qui, à son tour, a favorisé la T_M phénotype cellulaire.

Étonnamment, les macaques rhésus n’ont pas montré de réponses des lymphocytes T spécifiques au SRAS-CoV-2 dans la muqueuse nasale. En fait, le blocage de l’IL-10 a réduit le nombre de T_M cellules de votre muqueuse nasale. Cependant, des études chez la souris ont détecté des T spécifiques du SARS-CoV-2_M cellules de la muqueuse nasale. Les données de l’étude ont souligné la possibilité que l’augmentation de l’IFΝγ pourrait conduire à un meilleur contrôle de la réplication du SRAS-CoV-2. De même, fournir de l’IL-10 exogène au moment de la vaccination muqueuse pourrait favoriser la formation de lymphocytes T mémoire résidant dans les tissus. En d’autres termes, les données de l’étude pourraient avoir des implications pour cibler ces cytokines comme adjuvants pour la vaccination contre le COVID-19. Les auteurs ont averti que les résultats de l’étude étaient limités au contexte d’un COVID-19 léger et que l’IFNγ et l’IL-10 pourraient avoir des rôles fonctionnels différents lors d’un COVID-19 sévère. De futures études utilisant des modèles NHP de pneumonie COVID-19 pourraient faire la lumière sur les mécanismes cellulaires et moléculaires des lésions pulmonaires à médiation immunitaire.

conclusion

Les résultats de l’étude ont montré que les deux cytokines, IFNγ et IL-10, ne jouaient pas un rôle fondamental dans le contrôle de la réplication du SARS-CoV-2 dans le modèle du macaque rhésus. Le blocage de l’IFNγ a réduit l’inflammation pulmonaire dans une certaine mesure, mais n’a pas affecté les lymphocytes innés, les anticorps neutralisants ou les cellules T spécifiques de l’antigène. D’autre part, le blocage de l’IL-10 a augmenté de manière transitoire l’inflammation pulmonaire, supprimé l’accumulation de cellules T spécifiques du SRAS-CoV-2 dans les voies respiratoires inférieures et favorisé la T_M sur les surfaces des muqueuses respiratoires. Étant donné que ces cytokines n’ont pas sensiblement affecté la charge virale, l’infection par le SRAS-CoV-2 chez tous les animaux testés a finalement été résolue.

*Nouvelles importantes

bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et ne doivent donc pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou être traités comme des informations établies.