Comprendre pourquoi les infections respiratoires sont plus fréquentes en hiver

Dans un récent Journal d’allergie et d’immunologie clinique étude, les chercheurs étudient le rôle des vésicules extracellulaires (VE) dans la réponse innée de la muqueuse nasale à plusieurs virus respiratoires.

Étude: L’exposition au froid altère l’immunité antivirale nasale médiée par un essaim de vésicules extracellulaires. Crédit d’image : Andrey_Popov / Shutterstock.com

Infections respiratoires et muqueuse nasale

Les infections des voies respiratoires supérieures (URI) sont souvent caractérisées par une inflammation et/ou une irritation des sinus, des otites, une bronchiolite, une pneumonie et une aggravation des symptômes de l’asthme ou de la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC). Plusieurs facteurs peuvent augmenter la gravité des URI, dont certains incluent l’âge, le sexe, la présence de comorbidités, ainsi que les conditions environnementales.

Des recherches antérieures ont rapporté que de nombreux virus responsables des URI infectent principalement la cavité nasale en raison de la basse température à cet endroit par rapport à d’autres parties du corps. La muqueuse nasale dans cette cavité est composée de glycoprotéines de mucus, de l’escalator mucociliaire et de jonctions serrées épithéliales qui forment collectivement une barrière contre les agents pathogènes inhalés.

La libération d’EV antimicrobiens par les cellules épithéliales nasales semble avoir un rôle crucial dans la réponse immunitaire de la muqueuse de l’hôte. Ces vésicules liées aux lipides peuvent transporter une large gamme de substances, notamment des acides nucléiques, des protéines, des lipides, des acides aminés et des métabolites, en fonction de l’origine de l’EV.

Lorsqu’ils répondent à une infection virale, les véhicules électriques peuvent transporter des agents antiviraux tels que des microARN (miARN) qui agissent directement comme antiviraux ou régulent les voies inflammatoires pour améliorer la réponse immunitaire. En plus de ce rôle de véhicules de livraison, les véhicules électriques peuvent également exercer des effets antiviraux directs en se liant aux ligands viraux via des récepteurs de surface pour inhiber l’entrée de ces virus dans les cellules hôtes.

L’infection virale entraîne la libération d’EV dans les cellules épithéliales nasales

Les récepteurs de type Toll (TLR) sont des récepteurs transmembranaires qui sont exprimés dans divers types de cellules, y compris les cellules épithéliales nasales. Ici, les TLR reconnaissent certains composants d’agents pathogènes qui tentent de pénétrer dans la cavité nasale et déclenchent par la suite des réponses immunitaires et inflammatoires pour limiter le potentiel d’infection de ces agents infectieux.

L’acide polycytidylique polyinosinique agoniste de TLR3 (poly[I:C]) a été utilisé pour ressembler à la réponse immunitaire aux infections virales à acide ribonucléique (ARN). À cette fin, le poly(I:C) s’est avéré favoriser la sécrétion d’EV à partir de cellules épithéliales nasales isolées, avec un effet maximal de 1,6 fois observé à 24 heures.

Malgré la stimulation par le poly(I:C), l’incubation des cellules épithéliales nasales à basse température de 4°C a conduit à une réduction significative de l’absorption d’EV de 87,5 %. Ceci était comparable à une incubation à 37°C pendant 60 minutes, au cours de laquelle l’absorption d’EV était rapide et abondante dans tout le cytoplasme.

Comment les EV nasaux inhibent-ils les virus respiratoires ?

Les chercheurs ont ensuite infecté des cellules épithéliales nasales humaines primaires avec trois virus respiratoires différents, dont le CoV_OC43, le rhinovirus du groupe mineur RV-1B, ainsi que le rhinovirus du groupe majeur RV-16. Après l’infection, l’exposition aux véhicules électriques simulés par TLR3 a réduit de manière significative les niveaux d’ARN messager (ARNm) du virus intracellulaire, indiquant ainsi que les véhicules électriques inhibaient efficacement la réplication virale.

Cette activité antivirale était dose-dépendante et a conduit à une inhibition de 38,37 %, 72,59 % et 61,51 % de la réplication du CoV-OC43, du RV-1B et du RV-16, respectivement. Cet effet n’a pas été reproduit lorsque des véhicules électriques non stimulés ont été exposés à des cellules infectées.

Une analyse plus approfondie des mécanismes responsables des effets antiviraux des véhicules électriques stimulés a indiqué que l’expression de miR-17, qui est un type de miARN qui a déjà été impliqué dans la réduction de la réplication virale pendant les URI, était significativement plus élevée dans les véhicules électriques stimulés par TLR3 par rapport aux véhicules électriques non stimulés. La transfection de miR-17 dans des cellules épithéliales nasales humaines a inhibé efficacement la réplication de l’ARN viral, confirmant ainsi le rôle antiviral important de miR-17 contre les virus respiratoires.

La température a-t-elle un impact sur la fonction EV dans la cavité nasale ?

Lorsque les températures externes chutent de 23,3 °C à 4,4 °C, la température intranasale au niveau du cornet antérieur et médio-inférieur chute de la même manière à 6,4 °C et 4,7 °C, respectivement. Pour reproduire ces changements de température ambiante in vitro, les chercheurs ont réduit la température de la culture cellulaire à 32 °C, par rapport à l’environnement conventionnel de 37 °C.

Cette réduction de température a entraîné des altérations significatives de la sécrétion des véhicules électriques suite à la simulation TLR3. Inévitablement, les effets antiviraux des véhicules électriques simulés par TLR3 contre l’infection virale ont également été considérablement modifiés. À 32 ° C, l’expression de miR-17 dans les véhicules électriques a également été considérablement réduite.

Étude à emporter

Les URI sont le plus souvent transmis pendant les mois d’hiver, les virus respiratoires courants tels que le rhume et le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) étant souvent responsables d’une augmentation des cas pendant l’hiver. En plus de l’impact des différents comportements humains durant l’hiver, comme le passage des activités extérieures aux activités intérieures, la réduction de la température ambiante semble également avoir un impact sur l’efficacité de la réponse immunitaire contre les URI, avec des effets spécifiques sur l’activité antivirale des VE. .

Dans l’ensemble, la présente étude a fourni des informations importantes sur le rôle de la température ambiante froide dans la réponse immunitaire aux agents pathogènes respiratoires. En outre, la découverte de l’immunité antivirale médiée par les VE dans l’épithélium nasal soutient l’application thérapeutique potentielle des VE avec des agents antiviraux pour le traitement des URI à l’avenir.