Les cellules immunitaires libèrent des protéines appelées cytokines qui alertent le reste du système immunitaire de la présence d'un virus. www.scientificanimations.com, CC BY-SA
Le tueur n'est pas le virus mais la réponse immunitaire.
La pandémie actuelle est unique non seulement parce qu'elle est causée par un nouveau virus qui met tout le monde en danger, mais aussi parce que l'éventail des réponses immunitaires innées est diversifié et imprévisible. Dans certains, il est assez fort pour tuer. Dans d'autres, il est relativement doux.
Ma recherche porte sur l'immunité innée. L'immunité innée est la défense innée d'une personne contre les agents pathogènes qui instruisent le système immunitaire adaptatif du corps à produire des anticorps contre les virus. Ces réponses en anticorps peuvent être utilisées ultérieurement pour développer des approches de vaccination. Travailler en laboratoire of Le prix Nobel Bruce Beutler, J'ai co-écrit le papier cela a expliqué comment les cellules qui composent le système immunitaire inné du corps reconnaissent les agents pathogènes, et comment une réaction excessive à ces cellules en général pourrait être préjudiciable à l'hôte. Cela est particulièrement vrai chez les patients COVID-19 qui réagissent de manière excessive au virus.
Cell death - un jeu d'échecs de sacrifice
J'étudie la réponse inflammatoire et la mort cellulaire, qui sont deux composantes principales de la réponse innée. Les globules blancs appelés macrophages utilisent un ensemble de capteurs pour reconnaître l'agent pathogène et produire des protéines appelées cytokines, qui déclenchent l'inflammation et recrutent d'autres cellules du système immunitaire inné pour obtenir de l'aide. De plus, les macrophages demandent au système immunitaire adaptatif de se renseigner sur l'agent pathogène et finalement de produire des anticorps.
Pour survivre au sein de l'hôte, les agents pathogènes réussis réduisent au silence la réponse inflammatoire. Ils le font en bloquant la capacité des macrophages à libérer des cytokines et à alerter le reste du système immunitaire. Pour contrer le silence du virus, les cellules infectées se suicident ou meurent. Bien que préjudiciable au niveau cellulaire, la mort cellulaire est bénéfique au niveau de l'organisme car elle arrête la prolifération du pathogène.
Par exemple, l'agent pathogène à l'origine de la peste bubonique, qui a tué la moitié de la population humaine Europe entre 1347 et 1351, a pu désactiver ou faire taire les globules blancs des gens et y proliférer, entraînant finalement la mort de l'individu. Cependant, chez les rongeurs, l'infection s'est déroulée différemment. Seuls les macrophages infectés de rongeurs sont morts, limitant ainsi la prolifération du pathogène dans le corps des rongeurs qui leur a permis de survivre.
La réponse «silencieuse» à la peste est très différente de la réponse violente au SRAS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19. Cela suggère que le maintien d'un bon équilibre de la réponse innée est crucial pour la survie des patients COVID-19.
Gravure d'époque d'une charrette morte recueillant les corps des victimes de la peste lors de la dernière grande peste de Londres, qui s'est étendue de 1665 à 1666. duncan1890 / Getty Images
Chemin vers une tempête de cytokines
Voici comment une réaction excessive du système immunitaire peut mettre en danger une personne qui combat une infection.
Certaines des protéines qui déclenchent l'inflammation, appelées chimiokines, alertent d'autres cellules immunitaires - comme les neutrophiles, qui sont des mangeurs de microbes professionnels - à se réunir sur le site des infections où elles peuvent arriver en premier et digérer l'agent pathogène.
D'autres cytokines - telles que l'interleukine 1b, l'interleukine 6 et le facteur de nécrose tumorale - guident les neutrophiles des vaisseaux sanguins vers le tissu infecté. Ces cytokines peuvent augmenter le rythme cardiaque, élever la température corporelle, déclencher des caillots sanguins qui piègent le pathogène et stimuler les neurones dans le cerveau pour moduler la température corporelle, la fièvre, la perte de poids et d'autres réponses physiologiques qui ont évolué pour tuer le virus.
Lorsque la production de ces mêmes cytokines n'est pas contrôlée, les immunologistes décrivent la situation comme une «tempête de cytokines». Lors d'une tempête de cytokines, les vaisseaux sanguins s'élargissent davantage (vasolidation), entraînant une pression artérielle basse et des lésions généralisées des vaisseaux sanguins. La tempête déclenche une inondation de globules blancs dans les poumons, qui à leur tour invoque plus de cellules immunitaires qui ciblent et tuent les cellules infectées par le virus. Le résultat de cette bataille est un ragoût de cellules fluides et mortes, et une défaillance d'organe ultérieure.
La tempête de cytokines est une pièce maîtresse de la pathologie COVID-19 avec des conséquences dévastatrices pour l'hôte.
Lorsque les cellules ne parviennent pas à mettre fin à la réponse inflammatoire, la production des cytokines rend les macrophages hyperactifs. Les macrophages hyperactivés détruisent les cellules souches de la moelle osseuse, ce qui entraîne une anémie. Une interleukine 1b accrue entraîne de la fièvre et une insuffisance organique. Le facteur de nécrose tumorale excessive provoque la mort massive des cellules tapissant les vaisseaux sanguins, qui se coagulent. À un moment donné, la tempête devient imparable et irréversible.
Médicaments qui brisent la tempête des cytokines
Une stratégie derrière les traitements pour COVID est, en partie, basée en partie sur la rupture du cercle vicieux de la «tempête de cytokines». Cela peut être fait en utilisant des anticorps pour bloquer les principaux médiateurs de la tempête, comme l'IL6, ou son récepteur, qui est présent sur toutes les cellules du corps.
Inhibition du facteur de nécrose tumorale peut être atteint avec des médicaments anticorps approuvés par la FDA comme Remicade ou Humira ou avec un récepteur soluble tel qu'Enbrel (développé à l'origine par Bruce Beutler) qui se lie au facteur de nécrose tumorale et l'empêche de déclencher une inflammation. le le marché mondial des inhibiteurs du facteur de nécrose tumorale est de 22 milliards de dollars américains.
Les médicaments qui bloquent diverses cytokines font actuellement l'objet d'essais cliniques pour vérifier s'ils sont efficaces pour arrêter la spirale mortelle dans COVID-19.
A propos de l'auteur
Alexander (Sasha) Poltorak, professeur d'immunologie, Tufts University
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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