Les scientifiques cultivent des «mini-poumons» dans un laboratoire, les infectent avec le coronavirus et regardent la bataille en temps réel

Dans les deux études, les scientifiques ont observé comment le virus endommage les alvéoles des poumons. Les alvéoles sont des sacs aériens semblables à des ballons qui absorbent l'oxygène que nous respirons et libèrent le dioxyde de carbone que nous expirons.

Des travailleurs médicaux vérifient une photo radiographique d'un poumon d'un patient souffrant de Covid-19 au Nouvel Hôpital civil de Strasbourg, dans l'est de la France, le jeudi 22 octobre 2020. (Photo AP : Jean-François Badias, dossier)

Le nouveau coronavirus est connu pour attaquer principalement les poumons, mais le déroulement de l'attaque fait toujours l'objet de recherches. Or, deux études ont mis en lumière ces processus en utilisant la même approche. Les scientifiques ont développé des modèles pulmonaires en laboratoire, les ont infectés avec le SRAS-CoV-2 et ont observé la bataille entre les cellules pulmonaires et le virus.

Les deux articles sont publiés dans la revue Cell Stem Press. Une étude a été menée par des chercheurs sud-coréens et britanniques, notamment de l'Université de Cambridge ; l'autre est par des chercheurs de l'Université Duke et de l'Université de Caroline du Nord.

(À gauche) Image représentative d'un organoïde pulmonaire 3D montrant un marqueur de cellules souches alvéolaires ; (à droite) l'image d'Arvind Konkimalla montre comment une seule cellule souche pulmonaire s'est copiée pour générer des milliers de cellules et générer une structure ressemblant à des tissus respiratoires.

Dans les deux études, les scientifiques ont observé comment le virus endommage les alvéoles des poumons. Les alvéoles sont des sacs aériens semblables à des ballons qui absorbent l'oxygène que nous respirons et libèrent le dioxyde de carbone que nous expirons. Les dommages aux alvéoles provoquent une pneumonie et une détresse respiratoire aiguë – la principale cause de décès dans Covid-19.

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Les deux équipes ont développé le modèle en utilisant des mini-poumons – ou des organoïdes pulmonaires. Les organoïdes ont été cultivés à partir des cellules souches qui réparent les parties les plus profondes des poumons où le SRAS-CoV-2 attaque. Celles-ci sont appelées cellules AT2. Suivez Express Explained sur Telegram

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L'équipe britannique et sud-coréenne a reprogrammé les cellules AT2 à leur stade antérieur de cellules souches. Ils ont développé des structures 3D auto-organisées de type alvéolaire qui imitent le comportement des principaux tissus pulmonaires. Lorsque les modèles 3D ont été exposés au SRAS-CoV-2, le virus a commencé à se répliquer rapidement.

En six heures, les cellules ont commencé à produire des interférons, des protéines qui agissent comme des signaux d'avertissement pour les cellules voisines. Après 48 heures, les cellules ont commencé à riposter. Et 60 heures après l'infection, certaines des cellules alvéolaires ont commencé à se désintégrer, entraînant la mort cellulaire et des dommages aux tissus.

Dans l'autre étude, dirigée par Purushothama Rao Tata, biologiste cellulaire de l'Université Duke, l'équipe a obtenu qu'une seule cellule pulmonaire se multiplie en milliers de copies et crée une structure qui ressemble aux tissus respiratoires du poumon humain. Une fois infecté par le virus, le modèle a montré une réponse inflammatoire.

L'équipe a également été témoin de la tempête de cytokines - l'hyper réaction des molécules immunitaires que les poumons lancent pour combattre l'infection.

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