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Un test sanguin rapide identifie les patients COVID-19 à haut risque de maladie grave
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L'analyse sanguine mesure les niveaux d'ADN mitochondrial, signe de mort cellulaire et d'hyperinflammation
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L'un des aspects les plus contrariants de la pandémie COVID-19 est l'incapacité des médecins à prédire quels patients nouvellement hospitalisés développeront une maladie grave, y compris des complications nécessitant l'insertion d'un tube respiratoire, une dialyse rénale ou d'autres soins intensifs. La connaissance de l'âge d'un patient et des conditions médicales sous-jacentes peut aider à prédire de tels résultats, mais il y a toujours des surprises lorsque des patients plus jeunes, apparemment en meilleure santé, souffrent de complications graves qui peuvent entraîner la mort.
Aujourd'hui, des scientifiques de la Washington University School of Medicine à St. Louis ont montré qu'un test sanguin relativement simple et rapide permet de prédire, en un jour d'hospitalisation, quels sont les patients atteints de COVID-19 qui présentent le plus grand risque de complications graves ou de décès.
L'étude, publiée le 14 janvier 2021 dans JCI Insight, a porté sur près de 100 patients nouvellement admis à l'hôpital avec le COVID-19.
Le test sanguin mesure les niveaux d'ADN mitochondrial, un type unique de molécule d'ADN qui réside normalement dans les usines à énergie des cellules. L'ADN mitochondrial qui se répand hors des cellules et dans la circulation sanguine est le signe qu'un type particulier de mort cellulaire violente a lieu dans le corps.
"Les médecins ont besoin de meilleurs outils pour évaluer le statut des patients COVID-19 le plus tôt possible parce que de nombreux traitements, tels que les anticorps monoclonaux, sont en pénurie et nous savons que certains patients iront mieux sans traitements intensifs", a déclaré le coauteur principal Andrew E. Gelman, titulaire de la chaire Jacqueline G. et William E. Maritz en immunologie et oncologie au département de chirurgie.
"Il y a tant de choses que nous ne comprenons pas encore sur cette maladie", a-t-il ajouté. "Nous devons notamment comprendre pourquoi certains patients, indépendamment de leur âge ou de leur état de santé sous-jacent dans certains cas, s'engagent dans cette spirale de mort hyperinflammatoire. Notre étude suggère que les lésions tissulaires pourraient être une des causes de cette spirale, puisque l'ADN mitochondrial qui est libéré est lui-même une molécule inflammatoire"
Les chercheurs ont déclaré que le test pourrait servir à prédire la gravité de la maladie ainsi qu'à mieux concevoir les essais cliniques, en identifiant les patients qui pourraient, par exemple, bénéficier de traitements expérimentaux spécifiques. Ils ont également déclaré qu'ils aimeraient évaluer si le test pourrait servir à contrôler l'efficacité des nouvelles thérapies. On peut supposer que des traitements efficaces permettraient de réduire les niveaux d'ADN mitochondrial.
"Nous aurons besoin d'essais plus importants pour vérifier ce que nous avons trouvé dans cette étude, mais si nous pouvions déterminer dans les 24 premières heures d'admission si un patient est susceptible d'avoir besoin d'une dialyse ou d'une intubation ou de médicaments pour empêcher sa pression artérielle de tomber trop bas, cela changerait la façon dont nous trions le patient, et cela pourrait changer la façon dont nous le prenons en charge beaucoup plus tôt dans l'évolution de la maladie", a déclaré le coauteur principal Hrishikesh S. Kulkarni, MD, professeur assistant de médecine.
Les chercheurs, dont les co-premiers auteurs Davide Scozzi, MD, PhD, un membre du personnel scientifique, et Marlene Cano, PhD, une chercheuse postdoctorale, ont évalué 97 patients atteints de COVID-19 à l'hôpital juif Barnes, en mesurant leur niveau d'ADN mitochondrial le premier jour de leur séjour à l'hôpital. Ils ont constaté que les niveaux d'ADN mitochondrial étaient beaucoup plus élevés chez les patients qui ont finalement été admis aux soins intensifs, intubés ou décédés. Les chercheurs ont constaté que cette association était indépendante de l'âge, du sexe et des conditions de santé sous-jacentes du patient.
En moyenne, les niveaux d'ADN mitochondrial étaient environ dix fois plus élevés chez les patients atteints de COVID-19 qui ont développé un dysfonctionnement pulmonaire grave ou qui sont finalement morts. Ceux dont les niveaux étaient élevés avaient presque six fois plus de chances d'être intubés, trois fois plus de chances d'être admis aux soins intensifs et presque deux fois plus de chances de mourir que ceux dont les niveaux étaient plus faibles.
De plus, le test a prédit des résultats aussi bons, voire meilleurs, que les marqueurs d'inflammation existants actuellement mesurés chez les patients hospitalisés avec COVID-19. La plupart des autres marqueurs d'inflammation mesurés chez les patients atteints de COVID-19, y compris ceux qui sont encore à l'étude, sont des marqueurs généraux d'inflammation systémique, plutôt que des marqueurs d'inflammation spécifiques à la mort cellulaire, selon les chercheurs.
"Les virus peuvent causer un type de dommage tissulaire appelé nécrose qui est une réponse violente et inflammatoire à l'infection", a déclaré M. Gelman. "La cellule s'ouvre, libérant son contenu, y compris l'ADN mitochondrial, qui lui-même provoque l'inflammation. Chez les patients atteints de COVID-19, il y a eu des preuves anecdotiques de ce type de dommages cellulaires et tissulaires dans les poumons, le cœur et les reins. Nous pensons qu'il est possible que la mesure de l'ADN mitochondrial dans le sang soit un signe précoce de ce type de mort cellulaire dans les organes vitaux"
Les chercheurs ont également souligné que le test est rapide et simple à réaliser dans la plupart des hôpitaux car il utilise les mêmes machines que le test PCR standard pour COVID-19. La méthode qu'ils ont mise au point permet de quantifier les niveaux d'ADN mitochondrial directement dans le sang. Sans nécessiter d'étapes intermédiaires pour extraire l'ADN du sang, la technique a donné des résultats en moins d'une heure.
Avant de pouvoir demander l'approbation de la Food and Drug Administration (FDA), les scientifiques devront vérifier que le test est précis dans le cadre d'un essai multicentrique plus vaste. Ils prévoient d'étendre la recherche à un plus grand nombre de sites.
L'étude a utilisé des échantillons provenant du dépôt biologique COVID-19 de l'école de médecine, qui a été développé par les co-auteurs Jane O'Halloran, MD, PhD, professeur assistant de médecine ; Charles Goss, PhD, instructeur en biostatistique ; et Phillip Mudd, MD, PhD, professeur assistant de médecine d'urgence.