Lorsque les patients deviennent gravement malades avec le COVID-19, le coronavirus s'infiltre profondément dans les poumons et provoque un chaos sur les tissus qui tapissent l'organe. L'infection peut provoquer un gonflement et des liquides et des débris peuvent commencer à remplir les poumons. Cela peut ressembler à une noyade sur la terre ferme.
Les patients qui se souviennent d'avoir été intubés décrivent parfois l'expérience d'être sous respirateur comme l'une des plus inconfortables de leur vie. Les dommages causés par le virus peuvent également se propager à d'autres organes, et si l'infection est suffisamment grave, le patient peut mourir.
Mais pourquoi et comment le coronavirus provoque de telles complications sont des questions auxquelles les scientifiques tentent toujours de répondre. Dans un effort pour faire la lumière sur ces mystères, la génomicienne du Broad Institute, Alexandra-Chloe Villani, a travaillé avec une grande équipe de chercheurs d'institutions telles que Harvard, le Massachusetts General Hospital et le MIT pour effectuer des autopsies sur des personnes décédées d'infections aiguës au COVID.
«Avant cette étude, nous avions une connaissance limitée des mécanismes cellulaires et moléculaires conduisant à la disparition des patients», dit-elle. "Si vous voulez vraiment comprendre pourquoi des patients décèdent, pourquoi nous assistons à une défaillance d'organe, vous devez étudier le tissu lui-même."
Villani et ses collègues ont réalisé des autopsies sur 17 personnes, prélevant des échantillons de tissus dans les poumons, le cœur, les reins, le foie et le cerveau. Dans un article publié jeudi dans Nature, les chercheurs ont partagé la première partie de leurs découvertes. WBUR a parlé avec Villani de son travail. Cette interview a été modifiée pour plus de clarté et de longueur.
Comment était-ce de faire ces autopsies?
Je travaille sur les tissus humains et une gamme de maladies, y compris le cancer, depuis 19 ans maintenant. Faire des autopsies ne m'est pas étranger mais, dans ce cas, c'était très différent. Le monde entier souffre de la pandémie et certains des patients auprès desquels nous avons prélevé des tissus avaient mon âge ou étaient plus jeunes que moi. Vous pensez que les morts pourraient être un membre de votre famille ou un ami ou vous-même quand ils sont si proches de votre âge.
Je coordonnerais avec mes collègues cliniciens en première ligne et obtiendrais des informations sur le patient. Tout de suite ça vous frappe, et nous travaillions à des heures folles de la journée pour [collect the tissues]. C'était assez émouvant.
Les pathologistes font la dissection. Ils sont très impressionnants dans leurs combinaisons - ces combinaisons de type astronaute entièrement fermées - pour la sécurité. J'étais sur Zoom pour guider l'équipe à travers les autopsies. Le tissu pulmonaire sain ressemble à une couleur rosâtre, mais à mesure que vous vous rendez sur le tissu le plus infecté, il semble un peu plus brun. La texture est plus dure lorsque vous la touchez. Le tissu mort est extrêmement sombre et noir et extrêmement nécrotique - lorsque vous avez beaucoup de cellules mortes.
Quelles sont certaines des principales conclusions de l'étude?
Ce qui était assez fascinant, c'est que nous pouvions voir les dommages au niveau cellulaire, une cellule à la fois. Nous avons observé la destruction d'un type de cellule appelé AT1, qui sont des cellules importantes qui vous permettent de respirer et d'échanger de l'oxygène et du dioxyde de carbone. Ces cellules étaient infectées et mouraient.
Les poumons ont un autre type de cellule appelé AT2. Ils peuvent se convertir en cellules AT1 pour reconstituer les cellules qui pourraient mourir naturellement ou en raison de dommages. Mais dans COVID-19, ce processus est arrêté à mi-chemin. Alors, il semble que le corps, dans une dernière tentative de réparation du poumon, se tourne vers un autre type de cellule dans le poumon appelé cellules progénitrices. Ce sont comme des cellules souches et servent de réserve d'urgence pour aider à réparer les dommages dans les poumons.
Ainsi, nous pensons que les dommages causés par le virus pourraient dépasser la capacité du poumon à se guérir, conduisant à une insuffisance pulmonaire. Nous voyons également beaucoup de cellules immunitaires dans les poumons, et leur réponse pour combattre le virus contribue probablement à des lésions tissulaires collatérales.
Nous avons également examiné le cœur dans cette étude. Certains patients ont subi des lésions cardiaques importantes, mais nous n’avons trouvé aucun ARN viral dans le cœur. On ne sait pas si au moment où nous avons étudié le tissu cardiaque, les cellules cardiaques ont déjà éliminé le virus ou si le cœur a simplement subi des dommages collatéraux dus à la maladie. Nous avons donc besoin d'études de suivi.
Comment ces informations peuvent-elles conduire à des thérapies pour aider à traiter les infections au COVID-19?
Nous avons des candidats [for therapies] provenant de certaines de nos données. Il doit être validé avant que nous puissions les divulguer officiellement au public. Nous avons également des candidats issus des analyses de sang qui sont effectuées en parallèle, et nous avons identifié des moyens de prédire la mort chez les patients COVID-19. L’une des choses que nous apprenons déjà, c’est que le moment choisi pour traiter les patients est très important. Vous souhaitez traiter les patients plus tôt dans l'évolution de leur maladie.
Nous examinons également ces tissus pour comprendre pourquoi certains patients ont répondu à un traitement et d’autres n’ont pas répondu au médicament. Nous comparons les données dont nous disposons sur différents organes pour comprendre les patients qui ont eu plusieurs lésions organiques et les patients qui n’ont eu que des lésions pulmonaires. Espérons que cela puisse conduire à des approches médicales personnalisées pour les personnes souffrant de COVID-19.
Combien de personnes ont travaillé sur cette étude?
Les autopsies ont été pratiquées au Massachusetts General Hospital, au Brigham and Women’s Hospital et au Beth Israel Deaconess Medical Center. Mais l'étude a également impliqué des scientifiques du Broad Institute, du MIT, de Harvard, de l'Université de Columbia et d'autres institutions. C'était un effort énorme, et une quantité folle de travail, des heures folles.
Rien de tout cela n'aurait été possible sans le cadeau ultime - un cadeau de ces patients et de leurs familles qui ont accepté de faire don des tissus pour la recherche. Je rougis quand je dis ça. Nous sommes très reconnaissants à la personne et à sa famille.
