Effets indirects et directs potentiels du SARS-CoV-2 sur les îlots pancréatiques chez les patients devenus hyperglycémiques après le COVID-19

Dans une étude récente publiée dans Diabetes, des chercheurs ont évalué les effets directs et indirects du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) sur les îlots pancréatiques humains.

La corrélation entre le diagnostic d’hyperglycémie d’apparition récente et l’infection par le coronavirus 2019 (COVID-19) a été largement rapportée. Cela s’explique principalement par le nombre plus élevé d’incidents hyperglycémiques lors d’infections par le COVID-19 par rapport à ceux survenus lors d’infections par le SRAS-CoV-1 ou l’hépatite C.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont examiné les effets directs et indirects de l’infection par le SRAS-CoV-2 sur les îlots pancréatiques humains chez les patients COVID-19 présentant une hyperglycémie d’apparition récente.

L’équipe a recueilli des échantillons de sérum auprès de 10 patients hospitalisés en raison du COVID-19 et chez qui une hyperglycémie d’apparition récente a été diagnostiquée. Des échantillons de sérum ont également été obtenus auprès de 10 patients qui ont déclaré être guéris du COVID-19. Tous les participants éligibles à l’étude étaient positifs au COVID-19 et n’avaient pas d’antécédents de diabète avant leur admission à l’hôpital. L’équipe a également recueilli des échantillons de sérum de personnes témoins en bonne santé.

Les niveaux d’insuline, d’acide glutamique décarboxylase (GAD), d’antigène d’îlot 2 (IA-2) et d’auto-anticorps du transporteur de zinc huit (ZnT8A) ont été estimés à l’aide d’un test immuno-enzymatique (ELISA) entièrement validé. En outre, des îlots pancréatiques humains ont été cultivés avec/sans interleukine-1 bêta (IL-1β), IL-13, IL-6, facteur de nécrose tumorale-alpha (TNFα) et protéine inductible 10 (IP-10). L’équipe a également évalué l’apoptose et la fonction des îlots pancréatiques humains par ELISA 24 heures après l’incubation.

Les îlots pancréatiques humains ont été mis en culture et exposés à l’IL-1β humain recombinant, au TNFα humain recombinant, à l’IL-13 humain recombinant, à l’IL-6 humain recombinant, à l’IP-10 humain recombinant, ou à des échantillons de sérum provenant de patients infectés par le COVID-19 aigu ou de patients guéris du COVID-19.

L’équipe a également réalisé des études d’immunoneutralisation ainsi qu’une extraction d’acide ribonucléique (ARN) d’îlots pancréatiques prélevés sur des donneurs sains. Une analyse de l’expression génétique a également été réalisée, et les transcrits obtenus ont été normalisés pour évaluer l’abondance relative des transcrits. L’équipe a également obtenu des tissus pancréatiques de patients COVID-19 décédés, de témoins décédés ou de personnes décédées atteintes de diabète de type 2.

En outre, la mort des cellules β a été détectée en examinant l’acide désoxyribonucléique (ADN) de l’insuline non méthylée provenant des cellules β. L’ARN total a été obtenu à partir de tissus pancréatiques post-mortem de patients hyperglycémiques infectés par le COVID-19. L’expression du SARS-CoV-2 dans ces tissus a été estimée en détectant l’ARN spécifique du SARS-CoV-2 à l’aide d’une réaction de transcription inverse-polymérase en chaîne en temps réel (rtRT-PCR).

Résultats

Les résultats de l’étude ont montré que les patients infectés par le COVID-19 et récupérés par le COVID-19 ont été testés négatifs pour les auto-anticorps anti-îlot, malgré un dérèglement substantiel du contrôle glycométabolique. En outre, une réduction significative des rapports entre l’ADN INS non méthylé (U) et méthylé (M) a été observée chez les patients infectés par le COVID-19 mais pas chez les patients guéris. Cependant, une augmentation significative du nombre de copies d’ADN INS U et M a été constatée chez les patients infectés par rapport aux patients guéris, par rapport aux sujets témoins. Cela indique une destruction étendue du tissu pancréatique chez les patients infectés par le COVID-19.

L’équipe a également constaté que l’apoptose des îlots pancréatiques humains était associée à une réduction importante de la sécrétion d’insuline dans les cohortes comprenant des patients infectés et guéris du COVID-19. Cependant, lorsque des îlots pancréatiques humains ont été exposés à des sérums collectés auprès de patients atteints de diabète de type 2, une légère réduction de la sécrétion d’insuline a été observée ainsi qu’une augmentation plus importante du nombre de décès d’îlots pancréatiques humains.

En outre, l’analyse des récepteurs a montré que les îlots pancréatiques humains exprimaient plusieurs récepteurs de cytokines qui se lient aux cytokines qui étaient régulées à la hausse dans le sécrétome des patients infectés par COVID-19. En particulier, les récepteurs de l’IL-1β, de l’IL-6, de l’IL-13 et du TNFα étaient exprimés par les îlots pancréatiques humains. L’étude a également confirmé une augmentation de l’impact des cytokines simples et combinées médiées par l’apoptose dans les échantillons de sérum des patients COVID-19. IL-1β, IL-6, IP-10, IL-13 et TNFα ont également induit l’apoptose des îlots pancréatiques humains. L’équipe a également observé une réduction de la sécrétion d’insuline avec chaque cytokine ou combinaison de ces cinq cytokines.

Le test d’immunoneutralisation a également montré une diminution de l’apoptose médiée par les îlots pancréatiques humains dans les échantillons de sérum après l’ajout d’anticorps bloquants ou neutralisants anti-IL-1 et anti-IL-6 au test de sérum. En outre, l’immunoneutralisation simultanée de l’IL-1, de l’IL-6 et de l’IL-13 a également empêché l’apoptose des îlots pancréatiques, ce qui a permis de ramener les niveaux d’îlots pancréatiques humains apoptotiques aux niveaux de base.

Conclusion

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que l’hyperglycémie d’apparition récente chez les patients infectés par le COVID-19 peut être due aux activités pro-inflammatoires induites par la libération de cytokines dans les cellules pancréatiques pendant une infection par le SRAS-CoV-2.