Les enfants sont également infectés par le coronavirus SARS-CoV-2, mais ont un risque très faible de développer une maladie grave COVID-19 par rapport aux adultes. Une équipe de scientifiques* du Berlin Institute of Health à la Charité (BIH), de la Charité-Universitätsmedizin de Berlin, de l’hôpital universitaire de Leipzig et du Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) de Heidelberg a découvert la cause de ce phénomène en analysant des cellules individuelles. Ils ont pu montrer que le système immunitaire des enfants est beaucoup plus actif dans les voies respiratoires supérieures que celui des adultes et qu’il est donc mieux armé pour lutter contre le virus.
Les chercheurs* ont maintenant publié leurs résultats dans la revue Nature Biotechnology.
On spécule depuis longtemps sur les raisons pour lesquelles les enfants sont beaucoup moins susceptibles d’être gravement atteints par le COVID-19 que les adultes, bien qu’ils soient exposés au même risque d’infection. Il semble que les enfants puissent mieux contrôler l’infection, mais les mécanismes moléculaires exacts de ce phénomène n’étaient pas connus jusqu’à présent. “Nous voulions comprendre pourquoi les défenses virales semblent fonctionner tellement mieux chez les enfants que chez les adultes”, explique le professeur Irina Lehmann, responsable du GT Epidémiologie moléculaire au BIH.
Depuis le début de la pandémie, l’équipe du BIH dirigée par Irina Lehmann et Roland Eils, directeur du Centre de santé numérique du BIH, est sur la piste des mécanismes de la maladie COVID-19. En se basant sur l’analyse de cellules individuelles prélevées dans le nasopharynx d’adultes, les chercheurs du BIH* ont identifié les cellules et les voies de signalisation impliquées dans les évolutions graves de la maladie et, sur cette base, ont mis en place un essai clinique visant à tester un nouveau traitement pour les patients gravement malades. Mais actuellement, les enfants sont de plus en plus au centre de l’attention, car ils ne sont pas encore protégés par les vaccins. Cependant, l’infection est généralement beaucoup moins grave chez les enfants que chez les adultes. “Nous voulions donc effectuer des analyses comparatives de cellules individuelles chez les enfants et les adultes afin d’en tirer des enseignements sur la manière dont la protection contre COVID-19 peut fonctionner”, explique Roland Eils.
Analyses de cellules uniques dans les voies respiratoires
L’équipe du professeur Marcus Mall, directeur de la clinique de pédiatrie spécialisée en pneumologie, immunologie et soins intensifs à la Charité, avait recueilli pour ces recherches des échantillons de muqueuse nasale d’enfants et d’adultes sains et infectés par le SRAS-CoV-2 et avait étudié l’évolution de la maladie. “La plupart des enfants infectés ne présentaient que des symptômes légers, comme un rhume ou une légère augmentation de la température, et les symptômes disparaissaient au bout de quelques jours”, explique Marcus Mall. Les chercheurs du BIH ont effectué des analyses transcriptomiques de cellules individuelles sur les échantillons prélevés par les pédiatres*, c’est-à-dire qu’ils ont examiné quels gènes étaient lus dans quelles cellules et à quelle fréquence. Au total, 268.745 cellules provenant de 42 enfants et 44 adultes ont été analysées pour cette étude.
Préparation à la lutte contre le SRAS-CoV-2
La comparaison des cellules obtenues par les enfants et les adultes a révélé un résultat surprenant. Les cellules immunitaires et épithéliales de la muqueuse nasale d’enfants en bonne santé étaient déjà en état d’alerte élevé et prêtes à lutter contre le SRAS-CoV-2. Pour obtenir une réponse immunitaire rapide contre le virus, il faut activer des récepteurs dits de reconnaissance de forme, qui reconnaissent le matériel génétique du virus, l’ARN viral, et déclenchent une réponse par interféron. Lorsque le SRAS-CoV-2 infecte une cellule, il prend généralement de court ce système d’alerte précoce, ce qui fait que cette réponse antivirale est généralement plutôt faible et que le virus peut se multiplier massivement dans la cellule. Cependant, dans les cellules infantiles étudiées, ce système de reconnaissance des formes était nettement plus développé que chez les adultes, de sorte que le virus, une fois arrivé dans la cellule, peut être rapidement reconnu et combattu.
Pour prouver que c’est précisément ce mécanisme qui conduit à une élimination rapide du SRAS-CoV-2 et protège les enfants, les chercheurs du BIH* ont collaboré avec l’équipe du Dr Marco Binder, virologue au Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ) à Heidelberg. Les collègues de Heidelberg* ont infecté des cellules épithéliales pulmonaires en laboratoire avec le SRAS-CoV-2 et ont pu montrer que la présence de ces mêmes récepteurs de reconnaissance de forme, qui sont plus prononcés chez les enfants, détermine si les cellules infectées peuvent réagir assez rapidement à une infection par le virus. Comme observé dans ces expériences de laboratoire, les enfants infectés par le SRAS-CoV-2 ont présenté une réponse à l’interféron nettement plus forte que les adultes, en particulier au cours des premiers jours de l’infection. Des données déjà publiées dans d’autres études vont dans ce sens et indiquent que les enfants ont une charge virale plus faible et éliminent le virus plus rapidement que les adultes.
Sur la piste des facteurs de protection
Le pédiatre Marcus Mall conclut de ces résultats : “Cela nous permet d’avancer considérablement dans la compréhension de la raison pour laquelle les enfants sont capables de contrôler l’infection par le SRAS-CoV-2 bien mieux que les adultes”. Et l’équipe d’Irina Lehmann et de Roland Eils réfléchit déjà à l’application des résultats. Irina Lehmann déclare : “Cette étude nous a appris qu’il existe manifestement non seulement des facteurs de risque pour les formes graves de COVID-19, mais aussi des facteurs de protection. En sachant quelles pré-activations sont utiles comme protection contre certains virus, on pourrait maintenant envisager d’induire spécifiquement une telle réponse antivirale avant même l’infection, et ainsi éventuellement protéger les patients à risque contre une maladie grave”.
Publication originale
J. Loske, J. Röhmel, S. Lukassen, S. Stricker, V. G. Magalhães, J. Liebig, R. L. Chua, L. Thürmann, M. Messingschlager, A. Seegebarth, B. Timmermann, S. Klages, M. Ralser, B. Sawitzki, L. E. Sander, V. M. Corman, C. Conrad, S. Laudi, M. Binder, S. Trump, R. Eils, M. A. Mall, and I. Lehmann “Pre-activated antiviral innate immunity in the upper airways controls early SARS-CoV-2 infection in children” ; Nature Biotechnology, DOI : https://doi.org/10.1038/s41587-021-01037-9
