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L'expression du gène des facteurs viraux d'entrée peut expliquer les différences de la gravité COVID-19

Une étude neuve découvre qui les types de cellules peuvent être infectés par SARS-CoV-2 dû à leurs facteurs viraux d'entrée. L'étude propose également que la plus grande expression du gène de ces facteurs viraux d'entrée dans quelques personnes explique partiellement les différences de la gravité COVID-19 rapportées par rapport à l'âge, au genre et à l'état de fumage.

L'étude a évolué du réseau biologique de poumon d'atlas de cellule humaine avec des cotisations principales de Helmholtz Zentrum München, l'institut grand du MIT et du Harvard, l'institut et centre médical Groningue de Wellcome Sanger d'université.

COVID-19 n'affecte pas chacun de la même manière. Tandis que le coronavirus SARS-CoV-2 se manifeste principalement dans le poumon, il peut infecter d'autres organes, aussi. Les observations cliniques dans toute la pandémie proposent également que quelques groupes de population - tels que des personnes âgées, des hommes et des fumeurs - tendent à être affectés plus sévèrement par la maladie. Jusqu'ici, les raisons moléculaires de ceci n'ont pas été décrites.

Les études précédentes avaient prouvé qu'afin d'infecter des cellules humaines, SARS-CoV-2 a besoin de la cellule pour contenir des facteurs viraux génétiques spécifiques d'entrée - à savoir un récepteur ACE2 et une protéase (TMPRSS2 ou CTSL). Connaître quels types de cellules expriment ACE2 et une protéase nous fournirait pour cette raison l'information au sujet dont les cellules peuvent potentiellement être infectées avec SARS-CoV-2.

Le consortium d'atlas (HCA) de cellule humaine vise à tracer chaque cellule saisissent le corps humain, transformant notre compréhension de biologie et de maladie. Chez ceci, des chercheurs des forces jointives par réseau biologique de poumon de HCA pour contribuer et analyser des caractéristiques d'expression du gène de différentes cellules. Ensemble, ils ont analysé plus de 100 ensembles de données de l'expression du gène unicellulaire des personnes en bonne santé, pour voir quels types de cellules expriment ACE2 et une protéase.

L'analyse a prouvé que la cellule spécifique saisit l'épithélium du poumon et des voies aériennes, mais également dans le foie, le côlon, et l'oeil sont riches en facteurs viraux génétiques d'entrée (expression de =high de récepteur ACE2 et d'une protéase) - et contiennent pour cette raison les molécules nécessaires pour permettre l'infection SARS-CoV-2.

D'ailleurs, les chercheurs ont constaté que l'expression des gènes étant à la base des facteurs viraux d'entrée est grimpée dans les cellules des personnes âgées et légèrement chez les hommes comparés jusqu'aux femmes. De plus, les cellules des fumeurs (en particulier cellules de voie aérienne) expriment plus de facteurs de l'entrée SARS-CoV-2 que des non-fumeurs.

Ces découvertes apparient les différences dans la gravité de la maladie qui ont été rapportées pour les patients COVID-19 dans ces groupes de population et offrent ainsi une explication moléculaire pour cette différence (à côté d'autres facteurs qui n'ont pas été vérifiés dans cette étude telle qu'un plus faible système immunitaire).

Grandes caractéristiques pour la recherche biomédicale

« Combattant la pandémie, nous ne pouvons pas compter sur les conclusions qui sont limitées à quelques observations seulement. Au lieu de cela, nous devons compter sur l'analyse robuste de grandes caractéristiques. Par exemple, pour évaluer si le récepteur ACE2 exigé pour l'entrée de virus est plus abondant en cellules de la population agée, nous avons besoin d'une représentation intense de beaucoup de diverses personnes dans notre ensemble de données.

Utilisant des caractéristiques de l'atlas de cellule humaine, nous pourrions modéliser comment des facteurs viraux génétiques d'entrée en cellules sont exprimés en travers de la population. »

Malte Lücken, auteur d'étude Co-Premier et biologiste de calcul, Helmholtz Zentrum München

« Un aspect clé de cette étude de grande puissance était la tranche d'âge d'échantillons que nous pouvions analyser. Cette étude a compris des caractéristiques des stades de développement humains, des échantillons provenant des enfants et des jeunes adultes, ainsi que des échantillons provenant des personnes âgées.

Ceci nous a donné le seul pouvoir d'évaluer des modifications se produisant au-dessus de la vie humaine. L'écaille pure des caractéristiques nous a permise de voir des différences moléculaires avec l'âge, sexe et état de fumage, » a dit Kerstin Meyer, un auteur sur le papier de l'institut de Wellcome Sanger.

« Cette étude était l'épitomé d'un inducteur entier venant ensemble. Dans le consortium d'atlas de cellule humaine chacun qui a produit des caractéristiques sur le poumon humain sain a contribué leurs caractéristiques, publiées et non publiées, pour activer notre analyse.

Quand nous alors avons atteint à l'extérieur au delà du consortium, plus de laboratoires ont également contribué des caractéristiques à l'effort. Seulement par ces cotisations était notre analyse rendue possible, » ajoute Theis Fabian, directeur de l'institut de la bio-informatique chez Helmholtz Zentrum München.

Forces et limitations

L'étude a vérifié quelles cellules sont le plus susceptibles d'être infectées par SARS-CoV-2. Les résultats expliquent partiellement comment la gravité de la maladie pourrait différer entre les groupes de population à cause du profil moléculaire des cellules.

Ceci fournit un objectif pour davantage de recherche d'intervention. Avançant, les découvertes peuvent également aider à comprendre mieux l'écart du virus de corona en travers du fuselage. Le lien entre l'expression de facteur virale d'entrée et la plus grande facilité de l'infection ou la gravité de la maladie a été montré dans les souris et dans le laboratoire, mais exige davantage de validation chez l'homme.

Source:
Journal reference:

Muus, C., et al. (2021) Single-cell meta-analysis of SARS-CoV-2 entry genes across tissues and demographics. Nature Medicine. doi.org/10.1038/s41591-020-01227-z.