Selon une étude menée par l'University of California - San Diego publiée dans eBiomedicine, les chercheurs ont utilisé un algorithme d'intelligence artificielle (IA) pour passer au crible des téraoctets de données d'expression génique, quels gènes sont " activés " ou " désactivés " pendant l'infection, afin de rechercher des schémas communs chez les patients atteints d'une pandémie passée. infections virales, y compris le SRAS, le MERS et la grippe porcine.
Selon les chercheurs, deux signatures révélatrices ont émergé de l'étude. L'une, un ensemble de 166 gènes, révèle comment le système immunitaire humain réagit aux infections virales. Un deuxième ensemble de 20 gènes de signature prédit la gravité de la maladie d'un patient. Par exemple, la nécessité d'une hospitalisation ou d'utiliser un ventilateur mécanique. L'utilité de l'algorithme a été validée à l'aide de tissus pulmonaires prélevés lors d'autopsies de patients décédés atteints de COVID-19 et de modèles animaux de l'infection.
Comme le soulignent les chercheurs, lors d'une infection virale, le système immunitaire libère de petites protéines appelées cytokines dans le sang. Ces protéines guident les cellules immunitaires vers le site de l'infection pour aider à se débarrasser de l'infection. Parfois, cependant, le corps libère trop de cytokines, créant un système immunitaire incontrôlable qui attaque ses propres tissus sains. On pense que cet incident, connu sous le nom de tempête de cytokines, est l'une des raisons pour lesquelles certains patients infectés par un virus, y compris certains atteints de la grippe commune, succombent à l'infection alors que d'autres ne le font pas. Mais la nature, l'étendue et la source des tempêtes mortelles de cytokines, qui est le plus à risque et la meilleure façon de les traiter ont longtemps été floues.
Les données utilisées pour tester et entraîner l'algorithme provenaient de sources accessibles au public de données d'expression génique des patients, tous les ARN transcrits à partir des gènes des patients et détectés dans des échantillons de tissus ou de sang. Chaque fois qu'un nouvel ensemble de données de patients atteints de COVID-19 est devenu disponible, les chercheurs l'ont testé dans son modèle. Ils ont vu les mêmes modèles d'expression génique de signature à chaque fois.
En analysant la source et la fonction de ces gènes dans le premier ensemble de gènes de signature, l'étude a également révélé la source des tempêtes de cytokines : les cellules tapissant les voies respiratoires pulmonaires et les globules blancs appelés macrophages et lymphocytes T. De plus, les résultats ont mis en lumière les conséquences de la tempête : des dommages à ces mêmes cellules des voies respiratoires pulmonaires et des cellules tueuses naturelles, une cellule immunitaire spécialisée qui tue les cellules infectées par le virus.
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