Ppourquoi certaines personnes sont-elles infectées par le sars-cov-2 et ne développent pas de symptômes ou seulement des symptômes légers? La recherche apporte des données qui peuvent aider à répondre à cette question en vérifiant le rôle d’une substance produite dans le poumon lui-même, la mélatonine, dans la protection contre la forme grave de la maladie.
Chef de file des travaux, le professeur de l’Institut des biosciences (IB) de l’USP Regina Pekelmann Markus souligne qu’il ne s’agit que de la mélatonine produite dans l’organe – la prise de l’hormone par voie orale, par exemple, n’apportera pas de résultats, car la substance n’atteint pas les poumons. .
Suivez dans la vidéo ci-dessous une entrevue avec le professeur Regina Markus.
Et en savoir plus sur la recherche dans le rapport suivant d’Agência Fapesp.
La mélatonine produite dans les poumons empêche l’infection par le nouveau coronavirus
La mélatonine produite dans le poumon agit comme une barrière contre le sars-cov-2, empêchant l’expression de gènes codant pour des protéines dans des cellules telles que les macrophages résidents, présents dans le nez et les alvéoles pulmonaires, et les cellules épithéliales, qui tapissent les alvéoles pulmonaires et ils sont la porte d’entrée du virus. Ainsi, l’hormone empêche l’infection de ces cellules par le virus et, par conséquent, l’activation du système immunitaire, permettant au nouveau coronavirus de rester dans les voies respiratoires pendant quelques jours et d’être libre de trouver d’autres hôtes.
La découverte, réalisée par des chercheurs de l’USP, aide à comprendre pourquoi il y a des personnes qui ne sont pas infectées ou qui ont le virus, détectées par un test RT-PCR, et ne présentent pas de symptômes de covid-19. De plus, elle ouvre la perspective d’utiliser de la mélatonine administrée par voie nasale – en gouttes ou en aérosol – pour prévenir la progression de la maladie chez les patients pré-symptomatiques. Pour prouver l’efficacité thérapeutique de l’hormone contre le nouveau coronavirus, il sera cependant nécessaire de réaliser une série d’études précliniques et cliniques, soulignent les auteurs de l’étude.
Les résultats des travaux, soutenus par Fapesp, ont été décrits dans l’article Melatonin-Index comme biomarqueur pour prédire la distribution des porteurs présymptomatiques et asymptomatiques de sars-cov-2, publié dans le magazine Recherche sur la mélatonine.
«Nous avons constaté que la mélatonine produite par le poumon agit comme un« mur »contre le sars-cov-2, empêchant le pathogène de pénétrer dans l’épithélium, l’activation du système immunitaire et la production d’anticorps», explique Regina Pekelmann Markus à Agência Fapesp , professeur au Biosciences Institute (IB) de l’USP et coordinateur du projet.
« Cette action de la mélatonine pulmonaire doit également se produire avec d’autres virus respiratoires, comme la grippe », estime-t-il.
Les travaux du chercheur sur la mélatonine ont débuté dans les années 1990. Grâce à une étude sur des rongeurs, Regina a démontré que l’hormone produite la nuit par la glande pinéale dans le cerveau, avait pour fonction d’informer l’organisme qu’il faisait sombre et de le préparer à la le repos nocturne pourrait être produit dans d’autres organes, comme le poumon.
Dans une étude également sur les rongeurs, publiée début 2020 dans le Journal of Pineal Research, le chercheur et ses collaborateurs ont montré que les macrophages résidents, présents dans l’espace aérien pulmonaire, absorbent (phagocytent) les particules de pollution. Ce stimulus agressif induit la production de mélatonine et plus de molécules par les macrophages résidents, capables d’internaliser la matière particulaire dans l’air respiré par les animaux, et stimule la formation de mucus, la toux et l’expectoration, de sorte que ces particules sont expulsées des voies respiratoires.
En bloquant la synthèse de la mélatonine par les macrophages résidents, les chercheurs ont observé que les particules entraient dans la circulation et étaient distribuées dans tout le corps, y compris le cerveau.
Sur la base de cette découverte que la mélatonine produite dans le poumon modifie les ports d’entrée des particules de pollution, le chercheur et ses collaborateurs ont décidé d’évaluer, maintenant, si l’hormone remplirait la même fonction par rapport à sars-cov-2.
«Si cela se produisait, le virus ne serait pas non plus disponible pour se lier au récepteur ACE2 des cellules, pénétrer dans l’épithélium et déclencher l’infection», explique Regina Markus.
Analyse de l’expression génique
Pour tester cette hypothèse, les chercheurs ont analysé un total de 455 gènes associés dans la littérature à des comorbidités liées au covid-19, à l’interaction de sars-cov-2 avec des protéines humaines et des points d’entrée viraux, identifiés dans des études telles que celles menées par Helder Nakaya , professeur à la Faculté des sciences pharmaceutiques (FCF) de l’USP et l’un des auteurs de l’étude. Sur ce total, 212 gènes impliqués dans l’entrée du nouveau coronavirus dans les cellules humaines, le trafic intracellulaire, l’activité mitochondriale et le processus de transcription et post-traduction ont été sélectionnés pour créer une signature physiologique du covid-19.
Sur la base des données des banques de séquençage d’ARN, il a été possible de quantifier les niveaux d’expression des 212 gènes qui composaient la soi-disant «signature covid-19» dans 288 échantillons de poumons sains.
En corrélant l’expression de ces gènes avec un indice appelé MEL-Index – qui estime la capacité du poumon à synthétiser la mélatonine, sur la base de l’analyse de l’organe sain de rongeur -, les chercheurs ont constaté que plus l’indice est bas, plus l’expression des gènes est grande. codent pour des protéines de macrophages résidents et de cellules épithéliales.
L’indice MEL était également corrélé négativement avec les gènes qui modifient les protéines du récepteur des cellules CD147, qui est une passerelle vers les macrophages et d’autres cellules immunitaires, ce qui indique que la production normale de mélatonine pulmonaire peut être pertinente pour traiter l’invasion du virus.
Les résultats ont été corroborés par un test de corrélation de Pearson – qui mesure le degré de corrélation entre deux variables d’échelle métrique -, en plus d’une analyse d’enrichissement de l’ensemble des réseaux et d’un outil de réseau qui intègre la connectivité entre les gènes les plus importants. exprimée, permettant de comparer le même ensemble de gènes dans différents états, développé par le chercheur Marcos Buckeridge, professeur à l’IB-USP et l’un des auteurs de l’étude.
«Nous avons vu que lorsque l’indice MEL était élevé, les portes du virus dans les poumons étaient fermées et, lorsqu’il était bas, ces portes étaient ouvertes. Lorsque les portes sont fermées, le virus erre dans l’air des poumons pendant un moment, puis tente de s’échapper pour trouver un autre hôte », explique Regina Markus.
La mélatonine produite par le poumon inhibant la transcription de ces gènes codant pour des protéines dans ces cellules qui sont des portes d’entrée du virus, l’application de la mélatonine directement au poumon, en gouttes ou en aérosol, permettrait de le bloquer. Mais cela nécessitera encore une série d’études, se demandent les chercheurs.
Une autre idée est d’utiliser l’indice de mélatonine pulmonaire comme biomarqueur pronostique pour détecter les porteurs asymptomatiques de sars-cov-2.
L’article L’indice de mélatonine comme biomarqueur pour prédire la distribution des porteurs présymptomatiques et asymptomatiques du sars-cov-2 (DOI: 10.32794 / mr11250090), par Pedro A. Fernandes, Gabriela S. Kinker, Bruno V. Navarro, Vinicius C. Jardim, Edson D. Ribeiro-Paz, Marlina O. Córdoba-Moreno, Débora Santos-Silva, Sandra M Muxel, Andre Fujita, Helder I. Nakaya, Marcos S. Buckeridge et Regina P. Markus, peuvent être lus dans le magazine Recherche sur la mélatonine dans www.melatonin-research.net/index.php/MR/article/view/109.
Par Elton Alisson | Agence Fapesp
