Une nouvelle technologie pour étudier les infections virales
"Il pourrait être possible de faire face rapidement aux pandémies émergentes à l'avenir en adaptant notre outil à la reconnaissance de nouvelles souches virales"
Un nouvel outil permet d'identifier les cellules qui réagissent activement à une infection par le SRAS-CoV-2. Comme le rapporte le laboratoire Gargiulo dans "Science Advances", cet outil peut être utilisé pour rechercher des thérapies efficaces contre le COVID-19 et peut également être adapté à l'étude d'autres virus.
Cette image montre une lignée de cellules épithéliales pulmonaires, dont les membranes et les noyaux sont colorés en rouge et en bleu. Le signal vert indique les cellules exprimant la protéine fluorescente en réponse à l'infection par le SARS-CoV-2.
Matthias Schmitt, AG Gargiulo, Max Delbrück Center
Lorsque nous respirons, le virus SARS-CoV-2 pénètre dans l'organisme par les cellules des voies respiratoires supérieures. Détectant un envahisseur, les cellules épithéliales, qui constituent la première ligne de défense, mettent en place une défense "innée" immédiate et étendue et déclenchent une alarme. Le système immunitaire lance alors une cascade d'attaques vigoureuses et ciblées. Comprendre comment ces cellules réagissent à l'infection et moduler leur réponse de manière pharmacologique est d'une importance capitale pour mettre au point des traitements efficaces contre les maladies virales telles que le COVID-19. Les scientifiques du Centre Max Delbrück ont modifié des cellules épithéliales pulmonaires cultivées en laboratoire pour qu'elles s'illuminent en rouge lorsqu'elles déclenchent une réponse immunitaire. Cet outil peut être utilisé pour rechercher des médicaments susceptibles d'aider à traiter le COVID-19 et d'autres infections émergentes. Les conclusions du Dr Gaetano Gargiulo, chef du laboratoire d'oncologie moléculaire, sont publiées dans la revue Science Advances.
Cet outil a été développé à l'origine dans le laboratoire de Gargiulo pour étudier le cancer. Mais pendant la pandémie, les scientifiques ont décidé de le tester sur des cellules infectées par des virus. "Notre équipe a décidé de créer cet outil pour comprendre et combattre les infections virales dans l'esprit de faire notre part pendant cette pandémie", explique M. Gargiulo, auteur principal de l'étude. "Il pourrait être possible de faire face rapidement aux pandémies émergentes à l'avenir en adaptant notre outil à la reconnaissance de nouvelles souches virales".
Suivre les réponses immunitaires des cellules en temps réel
L'outil est appelé "région de contrôle de locus synthétique" (sLCR) et consiste en un segment d'ADN généré en laboratoire qui active ou désactive une protéine fluorescente selon que la cellule est en train de préparer une réponse immunitaire. Lors d'une réponse immunitaire innée, la sLCR est activée et produit une protéine qui brille en rouge lorsqu'elle est observée au microscope à fluorescence, ce qui indique aux scientifiques que la cellule est consciente d'être infectée et qu'elle se défend vigoureusement.
Les scientifiques ont construit un sLCR contenant plusieurs séquences d'ADN uniques dont ils avaient prédit, sur la base d'autres études, qu'elles seraient actives au cours d'une infection par le SARS-CoV-2. Ils ont inséré les sLCR dans des cellules épithéliales cultivées dans une boîte de Petri, qui ont ensuite été infectées par le virus SARS-CoV-2. Les cellules sont devenues rouges lorsque l'immunité innée a été activée par l'infection ou par des indices biochimiques de substitution, et elles ont été visualisées à l'aide de la microscopie à fluorescence. "Le moment le plus excitant a été celui où nous avons vu que l'infection par différentes souches du virus vivant déclenche effectivement le codage des couleurs", explique Ben Jiang, étudiant diplômé du laboratoire de Gargiulo et coauteur de l'étude. Les expériences avec les particules virales vivantes ont été possibles grâce à la collaboration inter-Helmholtz entre le laboratoire Gargiulo et le groupe dirigé par Luka Cicin-Sain au Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) à Braunschweig.
Trouver de nouveaux traitements pour les maladies virales
Une lecture aussi simple a permis aux scientifiques de rechercher des médicaments qui inhibent ou renforcent la réponse des cellules au virus. Ils ont constaté que les cellules traitées avec certains médicaments contre la polyarthrite rhumatoïde ne brillaient pas en rouge, ce qui suggérait que le médicament bloquait la réponse immunitaire. Lorsque les cellules étaient traitées avec certains médicaments de chimiothérapie, elles brillaient plus intensément, ce qui indiquait que le médicament renforçait la réponse immunitaire.
Ces effets opposés peuvent s'avérer utiles à différents stades de l'étude COVID-19. Au début, un médicament qui provoque une forte réponse immunitaire pourrait aider à combattre le virus. Mais plus tard dans la maladie, une réponse prolongée pourrait aggraver la pathologie. "Avec un tel outil, on peut identifier des composés qui renforcent ou affaiblissent la réponse immunitaire épithéliale, les deux pouvant être utiles en fonction du stade de la maladie et des symptômes", explique M. Jiang.
En particulier, la découverte que les agents endommageant l'ADN peuvent renforcer le signal d'alerte émis par les cellules épithéliales plaide en faveur d'une radiothérapie à faible dose comme traitement potentiel des infections virales, dont le COVID-19. Ce traitement a été testé pendant la pandémie, mais il nécessite un dosage et un timing précis, explique M. Gargiulo.
Bien que cette étude ait été réalisée sur des cultures cellulaires, les médicaments identifiés ont été étudiés par d'autres groupes dans le cadre d'essais cliniques pour le COVID-19. Cet outil pourrait donc être utilisé pour cribler des médicaments en vrac afin de trouver de nouvelles combinaisons et des médicaments qui pourraient être testés ultérieurement pour voir s'ils sont efficaces chez l'homme. En outre, "la technologie pourrait être facilement appliquée à des modèles de maladie plus sophistiqués, tels que les organoïdes ou les souris", explique l'autre coauteur, Matthias Schmitt.
"La même approche peut être facilement réutilisée pour cibler d'autres infections virales, telles que la menace émergente des virus de la dengue et du Zika", ajoute M. Gargiulo, "et la technologie est accessible aux laboratoires du monde entier pour trouver des médicaments permettant de lutter rapidement contre les maladies infectieuses émergentes".
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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