Une équipe dirigée par des chercheurs de Weill Cornell Drugs et NewYork-Presbyterian a utilisé une technologie et des analyses de pointe pour cartographier, à résolution unicellulaire, le paysage cellulaire du tissu pulmonaire malade dans le COVID-19 sévère et d’autres maladies pulmonaires infectieuses.



Dans l’étude, publiée en ligne le 29 mars dans Nature, les chercheurs ont imaginé des tissus pulmonaires autopsiés d’une manière qui mettait simultanément en évidence des dizaines de marqueurs moléculaires sur les cellules. L’analyse de ces données à l’aide de nouveaux outils analytiques a révélé de nouvelles connaissances sur les will cause des dommages dans ces maladies pulmonaires et une riche source de données pour des recherches ultérieures.

« COVID-19 est une maladie complexe, et nous ne comprenons toujours pas exactement ce qu’il fait à de nombreux organes, mais avec cette étude, nous avons pu développer une compréhension beaucoup additionally claire de ses effets sur les poumons », a déclaré le co- auteur principal Dr Olivier Elemento, professeur de physiologie et de biophysique, directeur du Caryl and Israel Englander Institute for Precision Drugs, directeur associé de l’Institut SAR Prince Alwaleed Bin Talal Bin Abdulaziz Alsaud pour la biomédecine computationnelle à Weill Cornell Medication et co-directeur de la WorldQuant Initiative for Quantitative Prediction, qui a financé la technologie d’analyse des tissus à cellule exceptional. « Je pense que l’approche technologique que nous avons utilisée ici va devenir la norme pour étudier de telles maladies. »



Analyse tissulaire traditionnelle, souvent à l’aide de colorants chimiques ou d’anticorps marqués qui marquent différentes molécules sur les cellules et peuvent révéler des caractéristiques importantes des tissus autopsiés. Cependant, cette approche est limitée dans le nombre d’entités qu’elle peut marquer simultanément. Il ne permet généralement pas d’analyser en détail les cellules individuelles des tissus tout en conservant des informations sur l’emplacement des cellules dans le tissu.

Une nouvelle technique fournit une carte détaillée de la pathologie pulmonaire dans COVID-19

La principale technologie employée par les chercheurs dans l’étude, une technologie appelée cytométrie de masse par imagerie, surmonte largement ces limites. Il utilise une collection d’anticorps à marquage métallique qui peuvent simultanément marquer jusqu’à plusieurs dizaines de marqueurs moléculaires sur des cellules dans les tissus. Un laser spécial scanne les coupes de tissu étiquetées, vaporisant les étiquettes métalliques, et les signatures distinctes des métaux sont détectées et corrélées avec la placement du laser. La procedure cartographie essentiellement avec précision où se trouvent les cellules dans l’échantillon ainsi que les récepteurs de area de chaque cellule et d’autres marqueurs d’identification importants. Au overall, moreover de 650 000 cellules ont été analysées.

Les chercheurs ont appliqué la méthode à 19 échantillons de tissus pulmonaires autopsiés de sufferers décédés d’un COVID-19 grave, d’une pneumonie bactérienne aiguë ou d’un syndrome de détresse respiratoire aiguë bactérien ou grippal, in addition quatre échantillons de tissu pulmonaire autopsiés de personnes qui n’avaient pas de poumon. maladie.

Les résultats des échantillons de cas de COVID-19 étaient globalement cohérents avec ce que l’on sait de la maladie, mais clarifiaient ces connaissances de manière beaucoup as well as détaillée. Ils ont montré par exemple que les cellules appelées cellules épithéliales alvéolaires, qui interviennent dans la fonction d’échange gazeux des poumons, sont les principales cibles de l’infection par le SRAS-CoV-2, le coronavirus responsable du COVID-19. L’analyse a suggéré que ces cellules infectées ne sont pas uniquement choisies pour être attaquées par des cellules immunitaires infiltrant les poumons, ce qui peut aider à expliquer pourquoi l’inflammation continue on souvent de s’aggraver en cas de COVID-19 sévère et finit par causer des dommages aussi étendus et relativement aveugles.

Une surprise était que l’âge et le sexe, deux facteurs majeurs du risque de mortalité pour le COVID-19, ne faisaient aucune différence apparente au niveau histologique, une fois que le COVID-19 avait atteint le stade sévère.

Les résultats ont également montré que les globules blancs appelés macrophages sont beaucoup as well as abondants dans les poumons des clients atteints de COVID-19 sévère par rapport à d’autres maladies pulmonaires, alors que les globules blancs appelés neutrophiles sont les plus répandus dans la pneumonie bactérienne – une difference qui peut être pertinente pour le développement de futurs traitements pour ces maladies infectieuses.

l’ADN et les cellules immunitaires dans le tissu pulmonaire de clients COVID-19 Des cellules immunitaires (bleues) entourent les cellules pulmonaires infectées (vertes).

Dans l’ensemble, l’étude fournit une impression fine du processus de la maladie dans le COVID-19 et en quoi il diffère des autres maladies pulmonaires infectieuses. Cela a suscité de nouvelles inquiries de recherche qui sont actuellement à l’étude, ont déclaré les enquêteurs, et comprend une multitude d’observations qui n’auraient pas été possibles avec des methods de pathologie normal.

« L’application d’une technologie comme celle que nous avons démontrée ici va donner un énorme coup de pouce à l’utilité des études de maladies basées sur l’autopsie », a déclaré le co-auteur principal, le Dr Alain Borczuk, professeur de pathologie et de médecine de laboratoire à Weill Cornell. Médecine et pathologiste au NewYork-Presbyterian / Weill Cornell Professional medical Heart.

Les chercheurs ont souligné que la technique sera non seulement applicable à un massive éventail d’autres maladies pour lesquelles des tissus peuvent être obtenus, mais qu’elle devrait également donner aux médecins et aux scientifiques pour la première fois une méthode pratique pour délimiter les différences importantes au sein des catégories de maladies.