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Enzyme liée à la neurotoxine de serpent à sonnettes liée à la gravité de l’infection COVID-19

by Nouvelles

Une étude montre qu’une enzyme impliquée dans la réponse inflammatoire peut être un mécanisme clé entraînant la gravité du COVID-19 et pourrait fournir une nouvelle cible thérapeutique.

Crédit d’image : Maria Dryfhout/Shutterstock.com

Une seule enzyme s’est avérée être un prédicteur principal de la gravité du COVID-19

Des scientifiques de l’Université de l’Arizona, de l’Université Stony Brook et de la faculté de médecine de l’Université Wake Forest ont rapporté que l’enzyme phospholipase A2 du groupe IIA, appelée sPLA2-IIA, pourrait être le facteur le plus important pour prédire quels patients atteints de COVID- 19 finalement succomber au virus.

L’enzyme sPLA2-IIA est similaire à celle contenue dans la neurotoxine du serpent à sonnettes car elle peut détruire les membranes cellulaires et se trouve généralement en faibles concentrations chez les individus sains, car elle constitue une défense clé contre les infections bactériennes.

À des niveaux élevés, l’enzyme activée peut déchiqueter les membranes des organes vitaux, comme le décrit Floyd Chilton, auteur principal de l’article et directeur de la Precision Nutrition and Wellness Initiative de l’Université de l’Arizona :

C’est une courbe en forme de cloche de la résistance aux maladies par rapport à la tolérance de l’hôte. En d’autres termes, cette enzyme essaie de tuer le virus, mais à un moment donné, elle est libérée en quantités si élevées que les choses vont dans une très mauvaise direction, détruisant les membranes cellulaires du patient et contribuant ainsi à des défaillances d’organes multiples et à la mort.”

Chilton

Pour mieux comprendre le rôle de cette enzyme et son rôle dans la gravité de l’infection au COVID-19, les chercheurs ont collecté des échantillons de sang de patients pour quantifier la concentration de sPLA2-IIA.

Les résultats peuvent ensuite être utilisés pour informer les cibles possibles des traitements préventifs ou post-infection afin de prévenir une nouvelle mortalité, mais la récente augmentation des cas aux États-Unis, en particulier des variantes de COVID-19, a accru les niveaux d’urgence dans les établissements cliniques.

Élaborer un diagnostic dans un contexte d’urgence croissante

Des échantillons de plasma et des informations sur les dossiers médicaux ont été collectés pour la première fois auprès de 127 patients hospitalisés à l’Université de Stony Brook entre janvier et juillet 2020 par Del Poeta et son équipe. Une deuxième cohorte a ensuite inclus les données de 154 patients du StonyBrook et du Banner University Medical Center à Tucson entre janvier et novembre 2020.

Le co-auteur Maurizio Del Poeta, professeur distingué de SUNY au département de microbiologie et d’immunologie de la Renaissance School of Medicine de l’université Stony Brook, déclare :

“Ce sont de petites cohortes, certes, mais ce fut un effort héroïque pour les obtenir ainsi que tous les paramètres cliniques associés de chaque patient dans ces circonstances”, a déclaré Chilton. “Contrairement à la plupart des études qui sont bien planifiées au fil des ans, cela se passait en temps réel dans l’unité de soins intensifs.”

Des algorithmes d’apprentissage automatique ont ensuite été utilisés pour analyser les points de données des patients prenant en compte l’âge, l’indice de masse corporelle et les conditions préexistantes, ainsi que les enzymes biochimiques et les niveaux de métabolites lipidiques des patients. Cet éventail de variables va au-delà de l’essai clinique traditionnel car il fournit également un profil biochimique des patients pour étayer les résultats.

Ce profil a ensuite été utilisé pour développer un arbre de décision prédictif qui peut informer et prédire le risque de mortalité par COVID-19 des patients présentant des symptômes et des caractéristiques spécifiques.

Dans cette étude, nous avons pu identifier des modèles de métabolites qui étaient présents chez les individus qui ont succombé à la maladie. Les métabolites qui ont fait surface ont révélé un dysfonctionnement de l’énergie cellulaire et des niveaux élevés de l’enzyme sPLA2-IIA. Le premier était attendu mais pas le second.”

Justin Snider, professeur adjoint de recherche au département de nutrition de l’Université de l’Arizona

sPLA2-IIA associée à une mortalité élevée due au COVID-19 : mécanisme et implications.

Les individus sains ont généralement des niveaux d’enzymes sPLA2-IIA d’environ un demi-nanogramme par millilitre (mL) de sang, mais les résultats de l’étude ont montré que l’infection au COVID-19 était mortelle chez 63% des patients qui avaient un COVID-19 sévère et des niveaux de sPLA2- IIA égal ou supérieur à 10 nanogrammes par ml de sang.

« De nombreux patients décédés du COVID-19 présentaient certains des niveaux les plus élevés de cette enzyme jamais signalés », déclare Chilton.

Ceci est particulièrement préoccupant car la fonction de l’enzyme sPLA2-IIA a été étudiée pendant un demi-siècle et c’est « probablement le membre le plus examiné de la famille des phospholipases », a expliqué Chilton.

Dans des études antérieures, il a été démontré que l’enzyme détruit les membranes cellulaires microbiennes dans les infections bactériennes et partage une ascendance génétique similaire avec une enzyme clé trouvée dans le venin de serpent. Charles McCall, l’auteur principal de l’étude, décrit l’enzyme comme un « déchiqueteur » pour son effet en provoquant des événements inflammatoires graves, tels que la septicémie bactérienne, ainsi que le choc hémorragique et cardiaque.

La protéine “partage une homologie de séquence élevée avec l’enzyme active dans le venin de serpent à sonnette et, comme le venin qui traverse le corps, elle a la capacité de se lier aux récepteurs aux jonctions neuromusculaires et potentiellement désactiver la fonction de ces muscles”, a décrit Chilton.

Environ un tiers des personnes développent une COVID longue, et beaucoup d’entre elles étaient des personnes actives qui ne peuvent désormais plus marcher 100 mètres. La question que nous étudions actuellement est la suivante : si cette enzyme est encore relativement élevée et active, pourrait-elle être responsable d’une partie des longs résultats COVID que nous observons ? »

Bien que la présente étude n’établisse pas de facteurs de causalité, d’autres études sur la façon dont cette enzyme particulière est activée fourniront des informations précieuses pour les traitements potentiels.

Référence de la revue :

  • Snider, JM, You, JK, Wang, X., Snider, AJ, Hallmark, B., Zec, MM, Seeds, MC, Sergeant, S., Johnstone, L., Wang, Q., Sprissler, R., Carr, TF, Lutrick, K., Parthasarathy, S., Bime, C., Zhang, HH, Luberto, C., Kew, RR, Hannun, YA et Guerra, S. (2021). La phospholipase A2 sécrétée du groupe IIA est associée à la pathobiologie conduisant à la mortalité due au COVID-19. Le Journal d’Investigation Clinique. [online] Disponible sur : https://www.jci.org/articles/view/149236 [Accessed 25 Aug. 2021].

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