Le virus de la grippe et son influence sur les cellules souches du sang et la coagulation
L'infection respiratoire locale par les virus de la grippe active les cellules souches sanguines dormantes de la moelle osseuse
Les infections respiratoires induites par un virus peuvent mettre la vie en danger. Une équipe de l'Institut Paul-Ehrlich, en collaboration avec des chercheurs de Heidelberg, a découvert que l'infection par le virus de la grippe limitée aux poumons entraîne également l'activation des cellules souches sanguines et la formation accrue de plaquettes. Les plaquettes peuvent provoquer des thromboses, comme cela a été démontré dans les cas graves de Covid-19. Les substances messagères interleukine-1 et interleukine-6 sont impliquées dans l'activation. Cell Reports relate les résultats dans son édition en ligne du 4 octobre 2022.
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Des épidémies de grippe d'intensité variable se produisent chaque année pendant les mois d'hiver. Elles sont causées par des virus de la grippe. Les cas graves d'infection grippale sont associés à un déraillement du système immunitaire, à une tempête de cytokines avec une libération excessive de substances messagères (cytokines) et à des lésions des cellules pulmonaires. L'infection peut entraîner une fuite des vaisseaux sanguins et provoquer des thromboses. Ces réactions sont similaires à celles des cas graves de COVID-19 causés par le coronavirus SRAS-CoV-2. Quand les cas graves se développent-ils et quels sont les processus qui se produisent dans ce cas ? De nombreux détails sont inconnus.
Les complications des cas graves de grippe comprennent à la fois une réduction et une augmentation du nombre de plaquettes dans le sang, ce qui peut être associé à un risque accru de thrombose. Des chercheurs dirigés par le professeur Ute Modlich, responsable du groupe de recherche "Gene Modification in Stem Cells" au Paul-Ehrlich-Institut, ont travaillé dans le cadre d'un réseau de recherche avec des scientifiques du Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ) d'Heidelberg et de l'université d'Heidelberg sur la relation entre une infection par le virus de la grippe (H1N1) et la formation de sang ou de plaquettes. Les virus de la grippe H1N1 font partie des virus de la grippe qui circulent chaque année en Allemagne.
Infection des poumons par les virus de la grippe et son influence sur la formation du sang
Toutes les cellules sanguines et donc aussi toutes les plaquettes sont renouvelées par des cellules souches qui peuvent se développer en cellules sanguines (cellules souches hématopoïétiques, CSH). Ces cellules existent à l'état de repos dans la moelle osseuse. Le destin des CSH est strictement régulé entre le repos, l'autorenouvellement et la différenciation afin d'assurer une hématopoïèse à vie.
Afin d'étudier l'influence de l'infection par la grippe sur la formation du sang, des souris ont été infectées par voie intranasale par des virus de la grippe et leurs cellules souches sanguines ont ensuite été étudiées du point de vue de la différenciation et de l'activation du cycle cellulaire. Au cours des trois premiers jours de l'infection aiguë par le virus de la grippe, le nombre de plaquettes a d'abord diminué (thrombocytopénie), puis il a augmenté rapidement dans le sang pour atteindre des niveaux supérieurs aux niveaux physiologiques (thrombocytose). Ces plaquettes produites rapidement avaient un aspect immature (phénotype) et étaient plus rapidement activables (hyper-réactivité).
Un nombre accru de cellules souches sanguines ont été trouvées dans le processus de maturation deux jours seulement après l'infection (phase du cycle cellulaire G1 et S/G2/M). L'activation des cellules souches du sang était en corrélation positive avec le titre viral pulmonaire, c'est-à-dire que plus les virus avaient attaqué les poumons, plus les cellules souches du sang étaient activées. Les infections avec des doses réduites de grippe ont retardé l'activation des cellules souches, mais n'ont pas pu l'empêcher. Lors de la phase de régénération, les cellules souches du sang sont revenues à la phase de repos. Cela s'est produit plus rapidement chez les souris vaccinées que dans les autres groupes.
Cellules souches sanguines présentant des marqueurs typiques des précurseurs plaquettaires
Afin de clarifier la question de savoir comment les plaquettes peuvent être produites si rapidement, l'équipe de recherche a examiné de plus près le phénotype des cellules souches du sang activées et a découvert qu'un sous-ensemble de cellules souches du sang portait déjà des marqueurs typiques des précurseurs des plaquettes (mégacaryocytes). Les cellules souches du sang présentant ce phénotype de surface se différencient directement en mégacaryocytes et produisent des plaquettes. Elles sautent plusieurs étapes préalables. Le groupe de recherche a démontré, par le traçage de la lignée in vitro et par des transplantations de moelle osseuse, que ce groupe de cellules souches du sang se multiplie rapidement dans la moelle osseuse après une infection par la grippe. Ces plaquettes nouvellement produites sont plus grandes et d'apparence plus immature que les plaquettes ordinaires et ont tendance à s'activer plus rapidement, ce qui peut entraîner un risque accru de caillots sanguins dans les poumons.
Le processus de différenciation rapide des mégacaryocytes a en effet déjà été décrit comme une mégacaryopoïèse d'urgence, qui se produit en réponse à des inflammations ou des infections systémiques. Jusqu'à présent, cependant, aucune association avec des maladies respiratoires virales locales n'a été suspectée. Bien que l'infection par le virus de la grippe chez les souris soit limitée aux voies respiratoires, on a constaté une augmentation des taux de cytokines interleukine-1 (IL-1) et interleukine-6 (IL-6) dans la moelle osseuse des souris infectées. En utilisant deux groupes de souris knock-out, l'un avec le récepteur IL-1 désactivé et l'autre avec le récepteur IL-6 désactivé, le groupe de recherche a démontré que ces cytokines contribuent de manière décisive à l'activation des cellules souches sanguines et à la mégacaryopoïèse d'urgence dans les infections grippales.
Les données actuelles montrent que même une infection virale locale (non systémique) peut entraîner des modifications de la formation du sang dans la moelle osseuse. Les plaquettes formées au cours de ce processus peuvent entraîner un risque plus élevé de caillots sanguins, en particulier dans les poumons, dans l'état d'hyperréactivité. Cela peut avoir une influence significative sur les cas réels de grippe.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Rommel MGE, Walz L, Fotopoulou F, Kohlscheen S, Schenk F, Miskey C, Botezatu L, Krebs Y, Voelker IM, Wittwer K, Holland-Zet T, Ivics Z, von Messling V, Essers MAG, Milsom MD, Pfaller CK, Modlich U (2022): Influenza A Virus Infection Instructs Hematopoiesis to Megakaryocyte-lineage Output; Cell Rep Oct 4 [Epub ahead of print].
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