ABSTRACT
"COVID-toes" are chilblains that occurred in patients who may have been exposed to SARS-CoV-2, but without COVID-19 symptoms and/or with negative PCR or serology. The literature suggests that chilblains are an unexpected consequence of a strong interferon-mediated antiviral response, but the underlying molecular mechanisms remain poorly understood. We thus sought to explore the physiopathology of COVID-related chilblains by using spatially and temporally resolved transcriptomics. We included 19 patients with COVID-toes, and performed a complete virological assessment to exclude SARS-CoV-2 infection including skin viral metagenomics. Some patients had clinical symptoms evoking viral infection, but none had COVID-19. Apart from low levels of non-conventional antiphospholipid antibodies, biological tests were unremarkable. We performed spatially resolved transcriptomics (Visium, 10X Genomics) in 3 patients at different timepoints and compared them with 1 vaccination-related chilblain. We observed a different transcriptional profile in COVID-toes compared with COVID-19 vaccine-related chilblains. IRF1, CXCL10, ISG15 and STAT1 were highly expressed in COVID-toes and their expression decreased over time, confirming an activation of interferon and JAK/STAT pathways that was absent in vaccine-related chilblains. The proportion of inflammatory cell types obtained by spatial deconvolution varied over time in COVID-toes. Migratory dendritic cells were present at early stages, while T lymphocytes populations increased later. Overall, this work explores the mechanisms of COVID-19-related chilblains using spatially and temporally resolved transcriptomics.Copyright © 2023
ABSTRACT
Introduction La restauration immunitaire induite par les inhibiteurs de checkpoints immunitaires ont révolutionné le pronostic des cancers métastatiques [1]. La contribution de cette stratégie thérapeutique pour la prise en charge des infections reste toutefois controversée, malgré quelques études en faveur de leur utilisation, notamment dans le contexte de paralysie immunitaire au décours d’un sepsis sévère [2], [3], ou dans les situations d’épuisement immunitaire au cours des infections virales chroniques [4], [5]. Au cours de la COVID-19, des études suggèrent qu’un état d’épuisement immunitaire en lien avec une anergie et/ou une déplétion des lymphocytes T serait partiellement responsable de la virulence du SARS-CoV-2 [6], [7], [8], [9], [10]. Certains proposent donc l’utilisation des anti-PD1 comme stratégie thérapeutique tandis que d’autres suggèrent qu’au contraire, elle pourrait aggraver l’hyperinflammation [11], [12]. Patients et méthodes Nous avons suivi de façon prospective 292 patients atteints de mélanome lors de la première vague de COVID-19 (de mars à juin 2020) dont la moitié était traitée par immunothérapie (anti-PD1±anti-CTLA4). Les patients présentant des symptômes de COVID-19 étaient dépistés par PCR. Une sérologie SARS-CoV-2 était recherchée de façon systématique. Les patients présentant une infection symptomatique active (<21 jours du début des symptômes, PCR positive) ou convalescente (>21 jours du début des symptômes, PCR négative, sérologie positive) ont été inclus pour une étude approfondie de la réponse immunitaire par une analyse transcriptionnelle (Nanostring), protéomique (SIMOA, Luminex) et cellulaire (cytométrie de masse). Résultats Quinze patients atteints de COVID-19 ont été identifiés (infection active ou convalescente) avec une estimation de la séroprévalence à 8,6 % de la cohorte. Quatre patients sur 15 ont nécessité une hospitalisation (26,7 %). Les données cliniques ne retrouvaient pas d’éléments en faveur d’une forme plus sévère de COVID-19 lors d’un traitement par anti-PD1, seul un patient ayant également une leucémie lymphoïde chronique, a développé une forme sévère de la COVID-19 et est décédé de défaillance respiratoire. L’analyse de la réponse immunitaire, en comparaison avec une cohorte de patients non traités par immunothérapie, retrouvait une réponse immunitaire innée semblable dans les deux cohortes. De même, le taux d’anticorps anti-Spike (IgG et IgA), la capacité neutralisante ainsi que la longévité des anticorps (suivi du taux sur une période d’1 an) étaient similaires en présence ou non d’un traitement par immunothérapie. En revanche, l’analyse de la réponse cellulaire mettait en évidence, chez les patients traités par immunothérapie, une expansion de la population de lymphocytes T CD8+ effecteurs mémoires, une augmentation de l’activation des lymphocytes T CD4+ et CD8+, et une augmentation la production d’IFN-gamma lors d’une stimulation ex-vivo par des peptides issus du SARS-CoV-2. Conclusion Nos résultats sont en faveur d’une augmentation de la réponse cellulaire T anti-SARS-CoV-2 lors d’un traitement par anti-PD1 chez les patients suivis pour mélanome, et de l’absence d’une exacerbation de la réponse inflammatoire. Il est nécessaire de confirmer ces résultats avec un plus grand nombre de patients, dans d’autres types de cancers et dans d’autres centres.