Fibrose pulmonaire dans la COVID-19 : impact du liquide de lavage bronchoalvéolaire des patients atteints de COVID-19 en réanimation sur le transcriptome des fibroblastes pulmonaires

Introduction

La maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) est une pathologie multisystémique affectant principalement les poumons, pouvant entraîner un SDRA. Malgré les progrès en matière de gestion et de vaccination, les séquelles pulmonaires post-COVID continuent de susciter des préoccupations. Des études ont montré qu’environ 19 % des patients hospitalisés pour COVID-19 présentent des lésions pulmonaires fibrosantes persistantes. Les fibroblastes jouent un rôle clé dans la réponse inflammatoire initiale et la phase fibrosante tardive, potentiellement activés par le SARS-CoV-2 ou des cytokines pro-inflammatoires. Cette étude vise à analyser l’impact du liquide de lavage bronchoalvéolaire (LBA) sur les fibroblastes pulmonaires chez les patients atteints de pneumonie aiguë COVID-19.

Patients et méthodes

Cette étude a été menée au centre hospitalier universitaire de Lille, France, entre le 1^er mars et le 1^er novembre 2020. Les patients inclus étaient hospitalisés en réanimation avec une pneumonie COVID-19 symptomatique confirmée par RT-PCR, et ayant bénéficié d’un LBA. Les contrôles étaient des patients hospitalisés dans la même unité, avec une pneumonie aiguë mais une RT-PCR négative pour le SARS-CoV-2. Les LBA ont été co-cultivés 48 h avec des fibroblastes pulmonaires humains normaux. Le transcriptome des fibroblastes et les concentrations en cytokines et chemokines dans le surnageant des diverses conditions de co-cultures ont été analysés.

Résultats

Au total, 12 patients COVID-19 et 7 contrôles sans COVID-19 ont été inclus. Aucun des patients COVID-19 n’avait reçu de traitement spécifique (antiviral, corticoïdes ou immunosuppresseurs) au moment du prélèvement de LBA. Tous les patients COVID-19 présentaient une atteinte pulmonaire sévère et étendue au scanner, et 4 d’entre eux sont décédés au cours du suivi. Le LBA provenant de patients atteints de COVID-19 graves induisait un profil pro-inflammatoire chez les fibroblastes pulmonaires humains normaux. Avec un fold-change absolu de 1,5, 834 transcrits distincts étaient significativement dérégulés (q < 0,05) chez les fibroblastes cocultivés avec le LBA de patients COVID-19 par rapport aux fibroblastes témoins. On observait notamment une surexpression de CXCL6, CXCL2, CXCL1, CXCL3, CXCL8 d’une part et de C1r, C3, C7 d’autre part. L’analyse par clustering hiérarchique des 200 gènes les plus dérégulés a montré deux clusters distincts, tous les patients COVID-19, à l’exception d’un étant regroupés. L’analyse d’enrichissement avec DAVID a révélé un profil pro-inflammatoire avec notamment les GOTERM (“réponse au lipopolysaccharide”, “réponse inflammatoire”, “processus effecteur immunitaire”, “réponse immunitaire innée”), KEGG (voie de signalisation TNF, interaction protéine virale-cytokine) et REACTOME (signalisation des cytokines et des interleukines). Ces données étaient confirmées lorsqu’on comparait le transcriptome des fibroblastes cultivés avec le BALF de patients COVID-19 à celui des fibroblastes cultivés en présence de BALF de patients non COVID-19.

Discussion

Notre étude a montré que le LBA des patients atteints de COVID-19 induisait un profil pro-inflammatoire chez les fibroblastes pulmonaires humains normaux. CXCL6 et CXCL2 figuraient parmi les gènes les plus surexprimés. Ceci concorde avec d’autres études montrant que le CXCL6, une chémokine attirant les granulocytes neutrophiles, est le gène inflammatoire le plus fortement sur-exprimé dans les cellules épithéliales pulmonaires humaines infectées par le SARS-CoV-2. CXCL6 pourrait être impliqué dans le développement des formes sévères de la COVID-19 en recrutant des leucocytes inflammatoires dans le poumon humain. CXCL6 a également été rapporté comme étant sur-exprimé dans le BAL des patients atteints de fibrose pulmonaire, et une forte expression pulmonaire de CXCL6 et CXCL2 est associée à un pronostic défavorable dans la fibrose pulmonaire idiopathique. La principale voie KEGG dans les fibroblastes cocultivés avec le LBA des patients COVID-19 était la “voie de signalisation TNF”. La signalisation TNF joue un rôle dans la physiopathologie de la COVID-19, et des niveaux élevés de TNF-α sont observés dans les cas sévères et critiques de COVID-19, associés à une mortalité intra-hospitalière.

Conclusion

Notre étude démontre que les LBA de patients atteints de COVID-19 en réanimation induisent un profil pro-inflammatoire dans des fibroblastes pulmonaires normaux avec en particulier l’activation de la voie du TNF et une surexpression de CXCL6 et CXCL2.