Nouvelles Perspectives sur les Réactions de la Lèpre : Étude d'Expression Génique
Des recherches révèlent des infos sur l'activité des gènes liée aux réactions de la lèpre.
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Table des matières
La lèpre est une maladie de la peau et des nerfs causée par une bactérie appelée Mycobacterium leprae. C'est une maladie qui peut être traitée efficacement, mais si on la laisse sans traitement, ça peut causer des dommages nerveux. En gros, la lèpre affecte les nerfs périphériques, ce qui peut mener à divers symptômes. Au fil des ans, depuis l'introduction d'un traitement appelé thérapie multithérapeutique, le nombre de personnes atteintes de lèpre a chuté de manière significative, passant de millions à environ 200 000. Cependant, le nombre de nouveaux cas découverts chaque année est resté stable, ce qui soulève des questions sur l'efficacité des efforts de détection. Il est possible qu'il y ait plus de cas non reportés, à cause d'une baisse des activités de détection.
Un des gros défis dans la gestion des patients atteints de lèpre concerne quelque chose appelé les réactions de lèpre. Ce sont des épisodes inflammatoires intenses qui peuvent survenir même après un traitement réussi. Le type de réaction le plus courant est connu sous le nom de réactions de retournement de type 1 (T1R), qui touchent environ 30 % à 50 % des patients. Les T1R peuvent se produire même après que les bactéries ont été éliminées du corps et peuvent entraîner des dommages nerveux supplémentaires et des handicaps.
Malgré les progrès dans la compréhension des signes de ces réactions au niveau génétique, il n'existe toujours pas de tests fiables pour identifier les patients à risque de T1R. Le manque d'outils pour détecter ces réactions tôt est un obstacle majeur dans le traitement efficace de la lèpre. Les efforts actuels pour contrôler la lèpre se concentrent sur la prévention des dommages nerveux, l'identification des facteurs qui peuvent conduire aux T1R et la reconnaissance des patients susceptibles de connaître ces réactions tôt.
L'étude de l'expression des gènes
Pour mieux comprendre les T1R, des chercheurs ont réalisé une étude sur comment certains gènes s'expriment quand le corps rencontre M. leprae. En étudiant les changements dans l'ARN, qui transporte des informations génétiques, les chercheurs voulaient voir si ces changements pouvaient suggérer de nouvelles façons de traiter les T1R. L'étude a impliqué l'analyse d'échantillons de sang de patients vietnamiens atteints de lèpre qui venaient d'être diagnostiqués et qui ne présentaient pas de symptômes de T1R au moment de leur inscription. Après des contrôles réguliers sur trois ans, certains de ces patients ont développé des T1R, ce qui a permis aux chercheurs d'étudier les différences dans l'expression génique entre ceux qui ont eu des réactions et ceux qui n'en ont pas eu.
Les échantillons de sang ont été traités pour extraire l'ARN. Les chercheurs ont stimulé le sang avec M. leprae pour voir comment l'ARN changeait en réponse à la bactérie. Ils ont utilisé des méthodes de séquençage avancées pour mesurer les niveaux de divers transcrits d'ARN présents dans le sang. Cette analyse détaillée leur a permis d'identifier quels gènes étaient les plus actifs et comment leur activité changeait après stimulation, offrant un aperçu de la réponse biologique à la lèpre.
Résultats clés sur l'expression des gènes
Les résultats ont montré que, bien que les cellules sanguines des deux groupes de patients réagissent de manière similaire au traitement par M. leprae, il y avait des différences notables dans l'intensité et le type de réponse. Des milliers de transcrits ont montré une régulation positive, ce qui signifie qu'ils étaient plus actifs après l'exposition à la bactérie. La régulation positive des gènes liés aux réponses immunitaires était particulièrement marquée chez les patients qui ont ensuite développé des T1R.
En examinant les caractéristiques de certains gènes plus actifs, les chercheurs ont découvert que les patients ayant développé des T1R présentaient une expression beaucoup plus élevée de certains gènes impliqués dans les processus inflammatoires. Ces résultats laissaient entendre une base biologique possible pour expliquer pourquoi certains patients sont plus susceptibles de connaître ces réactions nuisibles après un traitement de la lèpre.
En revanche, les patients qui ne développaient pas de T1R montraient une Réponse immunitaire plus équilibrée, ce qui suggère qu'ils pourraient avoir des réponses inflammatoires mieux régulées.
Qu'est-ce que l'utilisation différentielle des transcrits ?
En plus d'étudier l'expression des gènes, les chercheurs ont aussi regardé à quelle fréquence différents transcrits d'ARN étaient utilisés, un concept connu sous le nom d'"utilisation différentielle des transcrits" (DTU). Tout l'ARN d'un gène donné n'est pas utilisé de manière égale. Certains gènes peuvent produire plusieurs formes d'ARN, et la façon dont ces formes sont exprimées peut façonner la réponse du corps aux stimuli.
L'étude a examiné si l'utilisation de certains transcrits différait entre les deux groupes de patients après stimulation avec M. leprae. Les chercheurs ont trouvé que beaucoup de transcrits présentaient des différences d'utilisation, et certains gènes liés à l'immunité avaient un schéma distinct entre les groupes T1R et T1R-free.
Cette analyse a permis aux chercheurs d'identifier quelles formes spécifiques de gènes étaient plus susceptibles d'être activées ou supprimées, et comment ces variations étaient liées au risque des patients à développer des T1R.
Implications de l'étude
Les résultats suggèrent que la réponse à la lèpre et le développement des T1R peuvent être influencés à la fois par le niveau d'expression des gènes et l'utilisation spécifique de différents transcrits. Comprendre comment ces deux facteurs interagissent pourrait ouvrir la voie au développement de meilleurs outils de diagnostic pour prédire qui est à risque de T1R avant l'apparition des symptômes.
Savoir quels gènes sont les plus actifs chez les patients T1R pourrait potentiellement mener à la découverte de nouveaux biomarqueurs, qui sont des indicateurs pouvant être utilisés pour identifier les patients à risque. Ces informations sont cruciales pour une intervention rapide et une meilleure gestion des réactions de lèpre, améliorant ainsi les résultats pour les patients.
Avancer dans la recherche
Des recherches continues sont nécessaires pour explorer les rôles spécifiques que jouent les différents transcrits et leurs formes dans la réponse immunitaire à la lèpre. Les études futures pourraient se concentrer sur pourquoi certains patients ont une réponse inflammatoire plus intense, comment leurs systèmes immunitaires réagissent différemment et quels facteurs influencent le développement des T1R.
Comprendre les mécanismes sous-jacents pourrait mener à de nouvelles stratégies de traitement ciblant les voies spécifiques impliquées dans les T1R et améliorer la qualité de vie des patients atteints de lèpre. En combinant les informations sur l'expression des gènes, l'utilisation des transcrits et les réponses des patients, les chercheurs peuvent travailler vers une gestion plus efficace de la lèpre et prévenir les incidents de T1R.
Conclusion
La lèpre reste une maladie complexe avec des défis importants dans la gestion et le traitement. L'étude de l'expression des gènes et de l'utilisation des transcrits fournit des perspectives précieuses sur la façon dont le corps réagit à M. leprae et les facteurs qui peuvent contribuer au risque de réactions sévères comme les T1R. En continuant d'explorer ces domaines, les chercheurs peuvent développer de meilleurs outils de diagnostic et des stratégies de traitement pour soutenir ceux qui sont touchés par la lèpre. L'objectif ultime est d'améliorer les soins et les résultats pour les patients, rendant la lèpre plus gérable et réduisant l'incidence des T1R à l'avenir.
Titre: Type 1 reaction leprosy patients display distinct immune-regulatory capacity before onset of symptoms
Résumé: Leprosy is a chronic disease of the skin and peripheral nerves caused by Mycobacterium leprae. A major public health and clinical problem are leprosy reactions, which are inflammatory episodes that often contribute to nerve damage and disability. Type I reversal reactions (T1R) can occur after microbiological cure of leprosy and affect up to 50% of leprosy patients. Early intervention to prevent T1R and, hence, nerve damage, is a major focus of current leprosy control efforts. In a prospective study, we enrolled and collected samples from 32 leprosy patients before the onset of T1R. Whole blood aliquots were challenged with M. leprae sonicate or media and total RNA was extracted. After a three-year follow-up, the transcriptomic response was compared between cells from 22 patients who remained T1R-free and 10 patients who developed T1R during that period. Our analysis focused on differential transcript (i.e. isoform) expression and usage. Results showed that, at baseline, cells from T1R-destined and T1R-free subjects had no main difference in their transcripts expression and usage. However, the cells of T1R patients displayed a transcriptomic immune response to M. leprae antigens that was significantly different from the one of cells from leprosy patients who remained T1R-free. Transcripts with significantly higher upregulation in the T1R-destined group, compared to the cells from T1R-free patients, were enriched for pathways and GO terms involved in response to intracellular pathogens, apoptosis regulation and inflammatory processes. Similarly, transcript usage analysis pinpointed different transcript proportions in response to the in-vitro challenge of cells from T1R-destined patients. Hence, transcript usage in concert with transcript expression suggested a dysregulated inflammatory response including increased apoptosis regulation in the peripheral blood cells of T1R-destined patients before the onset of T1R symptoms. Combined, these results provided detailed insight into the pathogenesis of T1R. Author SummaryThe prevention and clinical management of type 1 reactions (T1R) remain an important unmet need to reduce nerve damage in leprosy patients. It is not known why 30-50% of leprosy patients will develop T1R. This knowledge gap underlies the need for a better mechanistic understanding of T1R that could lead to biomarker candidates to identify leprosy patients who are at high risk of developing T1R. Here, we used a prospective design in which leprosy patients were enrolled before the onset of T1R.Whole blood samples were obtained at enrollment, aliquots were left unstimulated or were stimulated M. leprae antigens and total RNA was extracted. Patients were followed for three years at which time 10 out of 32 participants had developed T1R. Subsequent transcript expression and usage analyses revealed that groups differed little in their isoform landscape at baseline. Following stimulation, transcriptomic response differences became pronounced. Transcripts with higher response in T1R group preferentially involved genes of intracellular defense and inflammatory pathways. Among these transcripts, non-coding ones had higher frequency in T1R. Our study provided new insights into the T1R pathogenesis by suggesting a role for non-coding transcripts into the immune dysregulations of T1R and providing additional candidate genes and their isoforms to be further investigated.
Auteurs: Erwin Schurr, W. Correa-Macedo, M. Dallmann-Sauer, M. Orlova, J. Manry, V. M. Fava, N. T. Huong, N. N. Ba, N. Van Thuc, V. H. Thai
Dernière mise à jour: 2023-12-19 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.12.18.23300119
Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.12.18.23300119.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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