Certaines protéines peuvent stopper cette forte tempête de cytokines observée chez les patients COVID-19 entre le 7 et 10è jour suivant l’infection, révèle cette équipe du Massachusetts Institute of Technologie (MIT). L’équipe a développé des protéines spécialisées, dont la structure est similaire à celle des anticorps, et ces protéines pourraient absorber les cytokines en excès. Des travaux présentés dans la revue Quarterly Review of Biophysics (QRB) Discovery qui ouvrent une piste anti-inflammatoire « de choc ».
L'une des caractéristiques déterminantes de Covid-19 est la réponse immunitaire excessive qui peut se produire dans les cas graves. Cette explosion immunitaire excessive, tempête de cytokines, endommage les poumons et peut être fatale. Ces protéines « réceptrices » conçues pour se lier aux cytokines constituent une stratégie innovante possible pour le traitement de COVID-19 mais également d'autres infections caractérisées par « cette tempête inflammatoire ».
« Nous proposons d’injecter dans le corps ces protéines qui en se liant supprimeraient les cytokines excessives et pourraient ainsi atténuer les symptômes de l'infection », explique l’un des auteurs principaux, Rui Qing, chercheur au MIT.
Des tests in vitro vont démarrer sur des lignées cellulaires humaines et des études précliniques sont également prévues chez des modèles animaux de libération de cytokines et d'infection à coronavirus.
Une éponge à cytokines
Des protéines récepteurs de cytokines : ce concept de blocage « des tempêtes de cytokines » est né d'un projet lancé il y a 10 ans pour développer des versions modifiées de protéines membranaires. Ces protéines sont généralement difficiles à étudier car une fois extraites de la membrane cellulaire, elles ne conservent leur structure que si elles sont mises en suspension dans des types particuliers de détergents. Après avoir travaillé sur le sujet pendant plusieurs années, les deux chercheurs Zhang et Qing ont développé une méthode permettant de modifier les régions hydrophobes de ces protéines, les rendant solubles dans l'eau et donc plus faciles à étudier. Leur méthode, appelée code QTY, vient remplacer certains acides aminés hydrophobes par des acides aminés hydrophiles qui ont des structures similaires. La leucine est convertie en glutamine, l'isoleucine et la valine sont converties en thréonine et la phénylalanine est convertie en tyrosine. Après avoir développé la méthode « code QTY », l’équipe a eu l'idée de concevoir des versions hydrosolubles de protéines récepteurs de cytokines. Ces récepteurs se trouvent à la surface des cellules immunitaires, où ils se lient aux cytokines – des protéines de signalisation qui stimulent l'inflammation et d'autres réponses immunitaires.
Ces protéines peuvent amortir les tempêtes de cytokines, liées à différentes infections virales ou bactériennes, dont le VIH et l'hépatite. Des tempêtes qui peuvent également être un effet secondaire de l'immunothérapie contre le cancer. Ces protéines pourraient absorber ces cytokines en excès un peu comme une éponge. En effet, ces versions hydrosolubles des récepteurs des cytokines peuvent voyager efficacement dans le sang humain. Elles sont de plus « équipées » d’un segment d'anticorps appelé « Fc » qui contribue à les stabiliser dans la circulation sanguine et les rend moins susceptibles d'être attaquées par le système immunitaire. Enfin, les protéines imitent 6 récepteurs de cytokines différents, ce qui leur permet de se lier à des cytokines telles que l'interféron et l'interleukine, ainsi qu'à une classe de cytokines appelées chimiokines.
« Les récepteurs de cytokines absorberont l'excès de cytokines libéré pendant « la tempête » »
Et dans le cas de COVID-19 ? Alors que le coronavirus SRAS-CoV-2 provoque ces tempêtes de cytokines chez certains patients, ces protéines réceptrices de cytokines « s’avèrent tout à fait pertinentes pour le traitement des patients infectés par COVID-19 ».
« De toute évidence, cette approche nécessitera d'autres études dont des essais cliniques (humains), mais nous sommes convaincus que cette découverte contribuera à des applications cliniques pour lutter contre les maladies virales qui impliquent ces tempêtes de cytokines ».
Source: Quarterly Review of Biophysics (QRB) Discovery April 2020 QTY code-designed water-soluble Fc-fusion cytokine receptors bind to their respective ligands (Visuel MIT News Scientificanimations.com, CC BY-SA 4.0)
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