Arrière-plan Les voies respiratoires supérieures humaines sont le premier site de contact des virus respiratoires inhalés et suscitent une série de réponses immunitaires innées. La variation saisonnière des infections virales respiratoires et l’importance de la température ambiante dans la modulation des réponses immunitaires aux infections sont bien reconnues ; cependant, les mécanismes biologiques sous-jacents restent inétudiés. But Nous avons étudié le rôle des vésicules extracellulaires (VE) dérivées de l’épithélium nasal dans l’immunité antivirale innée dépendante du récepteur Toll-like 3 (TLR3). Méthodes Nous avons évalué la sécrétion et la composition des EV épithéliaux nasaux après stimulation par TLR3 dans des cellules autologues humaines et des échantillons chirurgicaux frais de muqueuse nasale humaine. Nous avons également exploré l’activité antivirale et les mécanismes des EV stimulés par TLR3 contre les virus respiratoires, ainsi que l’effet de la température ambiante froide sur l’immunité antivirale dépendante de TLR3. Résultats Nous avons constaté que l’exposition à l’acide polyinosinique: polycytidylique, également connu sous le nom de poly (I: C), induisait une augmentation semblable à un essaim de la sécrétion épithéliale nasale d’EV via la signalisation TLR3. Les véhicules électriques ont participé à l’immunité antivirale dépendante de TLR3, protégeant l’hôte des infections virales grâce à la délivrance fonctionnelle de miR-17 médiée par les véhicules électriques et à la neutralisation directe du virion après liaison aux ligands du virus via des récepteurs. y compris LDLR et ICAM-1. Ces puissantes fonctions de défense immunitaire antivirale médiées par les véhicules électriques stimulés par TLR3 ont été affectées par l’exposition au froid par une diminution de la sécrétion totale des véhicules électriques ainsi qu’une diminution de l’empaquetage des microARN et de l’affinité de liaison antivirale des véhicules électriques individuels. . Conclusion Les EV épithéliaux nasaux dépendants de TLR3 présentent de multiples mécanismes antiviraux innés pour supprimer les infections virales respiratoires. De plus, notre étude fournit une explication mécaniste quantitative directe de la variation saisonnière de la prévalence des infections des voies respiratoires supérieures. |
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Les températures plus froides suppriment une nouvelle réponse immunitaire à l’intérieur du nez, démontrant pourquoi les rhumes, la grippe et le COVID-19 sont plus fréquents pendant les mois les plus froids.
Des chercheurs de Mass Eye and Ear et de la Northeastern University ont découvert une réponse immunitaire jusqu’alors non identifiée à l’intérieur du nez qui combat les virus responsables des infections des voies respiratoires supérieures. Des tests supplémentaires ont révélé que cette réponse protectrice est inhibée par des températures plus froides, ce qui rend l’infection plus susceptible de se produire.
La nouvelle étude, publiée dans The Journal of Allergy and Clinical Immunology , propose le premier mécanisme biologique pour expliquer pourquoi les virus comme le rhume, la grippe et le COVID-19 sont plus susceptibles d’augmenter pendant les saisons les plus froides, selon les chercheurs. auteurs.
"On pensait traditionnellement que la saison du rhume et de la grippe se produisait pendant les mois les plus froids, car les gens étaient davantage coincés à l’intérieur, où les virus aéroportés pouvaient se propager plus facilement", a déclaré Benjamin S. Bleier, MD, FACS, directeur. de recherche translationnelle en oto-rhino-laryngologie sur les yeux et les oreilles de masse. et auteur principal de l’étude. « Cependant, notre étude indique une cause biologique à la variation saisonnière des infections virales des voies respiratoires supérieures que nous observons chaque année, la plus récemment démontrée lors de la pandémie de COVID-19. »
Défense de première ligne sur le nez
Le nez est l’un des premiers points de contact entre l’environnement extérieur et l’intérieur du corps et, à ce titre, un point d’entrée probable pour les agents pathogènes pathogènes.
Les agents pathogènes sont inhalés ou déposés directement (par exemple avec les mains) à l’avant du nez, où ils retournent par les voies respiratoires et pénètrent dans le corps en infectant les cellules, ce qui peut entraîner une infection à levures. les voies respiratoires supérieures. La manière dont les voies respiratoires se protègent contre ces agents pathogènes a longtemps été mal comprise.
C’était jusqu’à ce qu’une étude de 2018 dirigée par le Dr Bleier et Mansoor Amiji, PhD, professeur émérite de sciences pharmaceutiques à la Northeastern University, découvre une réponse immunitaire innée qui se déclenche lorsque des bactéries sont inhalées par le nez : les cellules de la partie avant de le nez a détecté la bactérie et a ensuite libéré des milliards de petits sacs remplis de liquide appelés vésicules extracellulaires (ou EV, anciennement appelés exosomes) dans le mucus pour entourer et attaquer la bactérie. Le Dr Bleier compare le fait de libérer cet essaim de véhicules électriques comme de « donner un coup de pied dans un nid de frelons ».
L’étude de 2018 a également montré que les véhicules électriques transportent des protéines antibactériennes protectrices à travers le mucus de l’avant du nez vers l’arrière le long des voies respiratoires, qui protègent ensuite les autres cellules contre les bactéries avant de trop pénétrer dans le corps.
Pour la nouvelle étude, les chercheurs ont cherché à déterminer si cette réponse immunitaire était également déclenchée par des virus inhalés par le nez, qui sont à l’origine de certaines des infections des voies respiratoires supérieures les plus courantes.
Mécanisme de lutte contre les virus testé dans diverses conditions
Dirigés par le premier auteur de l’étude, Di Huang, PhD, chercheur à Mass Eye and Ear et Northeastern, les chercheurs ont analysé comment les cellules et les échantillons de tissus nasaux prélevés sur le nez de patients subissant une intervention chirurgicale et de volontaires sains ont répondu à trois virus. : un seul coronavirus et deux rhinovirus responsables du rhume.
Ils ont découvert que chaque virus déclenchait une réponse d’essaim EV à partir des cellules nasales, bien qu’en utilisant une voie de signalisation différente de celle utilisée pour combattre les bactéries. Les chercheurs ont également découvert un mécanisme en jeu dans la réponse contre les virus : lors de leur libération, les EV agissent comme des leurres, transportant des récepteurs auxquels le virus se lierait à la place des cellules nasales.
"Plus il y a de leurres, plus les véhicules électriques peuvent absorber les virus dans le mucus avant que les virus n’aient la chance de se lier aux cellules nasales, supprimant ainsi l’infection", a déclaré le Dr Huang.
Les chercheurs ont ensuite testé comment des températures plus froides affectaient cette réponse, ce qui est particulièrement pertinent dans le domaine de l’immunité nasale, étant donné que la température interne du nez dépend fortement de la température de l’air extérieur que vous inhalez. Ils ont prélevé des volontaires sains dans un environnement à température ambiante et les ont exposés à des températures de 4,4°C (39,9°F) pendant 15 minutes et ont constaté que la température à l’intérieur du nez avait chuté d’environ 5°C. Ils ont ensuite appliqué cette réduction de température aux tissus nasaux. échantillons et observé une réponse immunitaire atténuée. La quantité d’EV sécrétée par les cellules nasales a diminué de près de 42 pour cent et les protéines antivirales contenues dans les EV ont également été affectées.
« Combinés, ces résultats fournissent une explication mécaniste de la variation saisonnière des infections des voies respiratoires supérieures », a déclaré le Dr Huang.
Potentiel thérapeutique
Les futures études viseront à reproduire les résultats avec d’autres agents pathogènes. Les études pourraient être réalisées sous forme d’études de provocation, dans lesquelles un modèle animal ou humain est exposé à un virus et sa réponse immunitaire nasale est mesurée.
À partir de leurs récentes découvertes, les chercheurs peuvent également imaginer comment la thérapie pourrait induire et renforcer la réponse immunitaire innée du nez. Par exemple, un traitement médicamenteux, tel qu’un spray nasal, pourrait être conçu pour augmenter le nombre d’EV dans le nez ou les récepteurs de liaison dans les vésicules.
« Nous avons découvert un nouveau mécanisme immunitaire dans le nez qui est constamment bombardé et nous avons montré ce qui compromet cette protection », a déclaré le Dr Amiji. "La question change désormais : ’Comment pouvons-nous profiter de ce phénomène naturel, recréer un mécanisme de défense dans le nez et augmenter cette protection, en particulier pendant les mois les plus froids ?’"
