Dans le monde intense de la science COVID-19 et des découvertes inattendues des chercheurs de Seattle
Si le thriller « Speed » de Keanu Reeves avait une suite à COVID-19, James Heath serait un digne candidat pour le rôle principal. En tant que président du Seattle Institute of Systems Biology, Heath a travaillé à un rythme effréné pour découvrir les secrets biologiques de COVID afin de faire progresser la compréhension et le traitement du nouveau coronavirus. Il est monté à bord de son bus de course métaphorique il y a neuf mois.
« Cela a été fou », a déclaré Heath. Avant la pandémie, le chimiste et entrepreneur en biotechnologie menait des recherches de pointe sur le cancer. « Faire une thérapie immunitaire contre le cancer est un geste rapide », a-t-il déclaré, « mais c’est carrément somnolent en comparaison. La plupart d’entre nous n’ont pas pris un jour de congé depuis mars. Même pas le dimanche. Pas de jour. »
Heath et ses collègues ont prélevé des échantillons de sang sur des personnes peu de temps après avoir reçu un diagnostic d’infection et suivi des survivants tout au long de leur rétablissement. Leurs résultats d’une étude portant sur 139 personnes infectées, allant de cas bénins à des hospitalisations et à un groupe témoin supplémentaire, ont été publiés cette semaine dans la revue Cell. Un autre article sur les cas moins graves est en cours de révision.
Les scientifiques déconstruisent la réponse biologique humaine au COVID en étudiant des milliers de marqueurs trouvés dans le sang et le plasma. Cela comprend les protéines, les métabolites et les séquences de gènes pour les récepteurs trouvés sur les cellules immunitaires. L’objectif était de projeter un large réseau plutôt que de se concentrer sur un ensemble particulier de cellules immunitaires, par exemple, afin de saisir une vue d’ensemble de ce qui se passe. L’approche fournit des informations sur les fonctions de divers organes ainsi que sur la réponse immunitaire.
Il génère également beaucoup d’informations. Les scientifiques de l’Institute for Systems Biology utilisent Amazon Web Services (AWS) pour coordonner la recherche avec les patients, collecter des données cliniques et traiter le grand nombre de points de données. Les capacités du cloud les aident également à collaborer avec d’autres chercheurs.
Le soutien au projet est venu de l’AWS Diagnostic Development Initiative axée sur COVID, qui a fourni des crédits en nature à AWS et une assistance technique. Amazon n’a pas divulgué la valeur monétaire de l’aide.
Les résultats de l’étude ont apporté quelques surprises, a déclaré Heath. Il y avait des différences distinctes dans la réponse immunitaire entre les infections légères et modérées ou sévères. Chez les patients les plus malades, les scientifiques ont trouvé toutes les variétés de cellules immunitaires qu’ils s’attendraient à voir, ainsi que certaines nouvelles ou dysfonctionnelles. Ils ont également trouvé des anomalies dans les métabolites – les produits du métabolisme – chez les patients hospitalisés.
« L’infection virale exige une réponse immunitaire de plus en plus forte du patient, mais les métabolites disparaissent », a déclaré Heath.
Le résultat suggère qu’il peut exister des compléments alimentaires non pharmacologiques qui peuvent aider les patients malades, mais on ne sait toujours pas ce qu’ils pourraient être – et il y a un risque qu’un mauvais complément puisse aggraver les choses. Heath a déclaré qu’il parlait à des nutritionnistes pour comprendre les implications de cet effet.
Dans ses travaux à l’Institute for Systems Biology, une organisation de recherche biomédicale à but non lucratif créée il y a 20 ans, le laboratoire de Heath se décrit comme s’attaquant aux « goulets d’étranglement scientifiques fondamentaux ». En avançant dans le domaine du COVID, le groupe se concentre sur trois domaines :
- Étudiez comment les patients atteints de COVID se rétablissent et ce qui conduit certaines personnes sur la voie des symptômes durables. Heath a noté qu’il y avait eu des rapports de la grippe espagnole de 1918 par des personnes qui ont subi les effets néfastes de la maladie à long terme.
- Combinez des ensembles de données avec deux autres cohortes de recherche pour augmenter la diversité ethnique des patients afin d’inclure les cas hispaniques et noirs, ce qui donne un aperçu du rôle possible de la génétique dans la réponse à la maladie.
- Comprendre l’impact biologique du COVID par rapport à d’autres infections, ce qui peut aider à éclairer les traitements contre Ebola, la maladie de Lyme et se préparer à la prochaine pandémie.
À travers toutes les longues journées de labeur à COVID, Heath a déclaré qu’il s’attend à des avantages durables pour le domaine de la recherche. Compte tenu de l’urgence de la situation, votre organisation a développé de nouveaux protocoles de prélèvement d’échantillons sanguins qui devraient faciliter le recrutement de participants à l’étude pour de futurs projets. La pandémie a démontré un nouveau niveau de collaboration entre les instituts de recherche et l’industrie pharmaceutique. Et le travail a aidé les chercheurs à penser à la maladie au niveau cellulaire d’une nouvelle manière, que l’équipe de Heath applique déjà aux concepts du vieillissement.
Ce qui a été accompli est remarquable : Heath a déclaré que les scientifiques en ont appris plus sur COVID en six mois qu’on n’en sait sur toute autre maladie.
« Choisissez votre maladie, c’est ainsi que vous voulez l’étudier », a-t-il déclaré. « Cela a vraiment ouvert l’esprit des gens à ce que vous pouvez faire. »
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