Des chercheurs de l’Université de São Paulo (USP) au Brésil ont montré qu’une solution saline hypertonique inhibe la réplication du SARS-CoV-2, le virus responsable du COVID-19, et ont élucidé le mécanisme biochimique impliqué. Un article rendant compte de ces recherches est publié dans ACS Pharmacology & Translational Science. L’étude a été réalisée en laboratoire à l’aide de cellules pulmonaires épithéliales humaines infectées par le virus.
Si la stratégie s’avère efficace lors des essais cliniques, elle pourrait contribuer au développement de nouvelles interventions prophylactiques pour prévenir le COVID-19 ou même de traitements pour la maladie.
Cristiane Guzzo, auteur de l’article et chercheur à l’Institut des sciences biomédicales de l’université (ICB-USP).
- « Étant donné la gravité de la pandémie, nous pensons qu’il serait important de prolonger cette ligne de recherche en menant des essais cliniques destinés à vérifier l’efficacité de l’utilisation d’un spray avec une solution saline hypertonique de chlorure de sodium [NaCl] comme forme de prophylaxie, contribuant à empêcher le virus de se propager dans l’organisme infecté et réduisant la probabilité d’une inflammation plus grave ».
Bien que les données suggèrent que l’utilisation d’une solution saline inhibe la réplication virale, elle n’offre pas une protection totale contre l’infection, et encore moins une guérison.
- « C’est très simple et bon marché. Elle est déjà utilisée à titre prophylactique contre d’autres maladies respiratoires, et elle pourrait minimiser la gravité du COVID-19 en réduisant la charge virale. Il pourrait être ajouté aux protocoles de sécurité sans remplacer le port de masques, la distanciation sociale et la vaccination » M. Guzzo.
La bonne concentration
En comparant différentes concentrations du produit, les chercheurs ont constaté qu’une solution de NaCl à 1,5 % inhibait complètement la réplication virale dans les cellules Vero. Dans les cellules pulmonaires épithéliales humaines, une solution à 1,1 % était suffisante pour obtenir une inhibition de 88 %. Les cellules Vero sont dérivées de cellules épithéliales rénales extraites d’un singe vert africain, et largement utilisées comme modèle pour l’étude du SRAS-CoV-2.
La solution saline hypertonique est déjà adoptée à titre prophylactique pour gérer les cas de grippe, de bronchiolite, de rhinite, de sinusite et d’autres troubles respiratoires. Un spray est suffisant pour les voies aériennes supérieures, tandis qu’un nébuliseur est nécessaire pour atteindre les poumons. Ces interventions peuvent minimiser les symptômes de ces maladies, mais les mécanismes qui sous-tendent leurs effets sont mal compris.
- « Notre explication de cette réponse intracellulaire à la solution hypertonique relève de la science fondamentale, mais les résultats de l’étude ont des applications évidentes dans les soins de santé et les approches cliniques de la gestion de diverses maladies respiratoires », a déclaré Ulrich. « Ce que nous avons observé concernant le SRAS-CoV-2 est susceptible de s’appliquer également à d’autres virus, puisque le mécanisme concerné fait partie de la réponse de la cellule hôte à l’infection. »
Pas d’énergie
Pour saisir le mécanisme en cause, il est utile de garder à l’esprit que les virus utilisent des éléments de la cellule hôte tels que les protéines et les sources d’énergie pour répliquer leur matériel génétique et envahir d’autres cellules et organes. « Nous avons découvert que le NaCl n’interfère pas avec l’interaction entre la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 et le récepteur ACE-2 utilisé par le virus pour envahir les cellules, mais la solution saline affecte le cycle viral post-infection », a déclaré Guzzo.
Dans un article précédent, publié dans The Journal of Physical Chemistry Letters, Guzzo et ses collègues ont montré comment l’interaction entre la protéine spike et le récepteur ACE-2 survivait à différentes concentrations de NaCl. « Le virus évolue probablement de manière à compenser les fluctuations de la force ionique et à maintenir un milieu efficace pour l’invasion cellulaire », a-t-elle déclaré.
Lorsque des molécules de NaCl pénètrent dans une cellule, la membrane entourant le cytoplasme est polarisée en raison d’une augmentation des ions sodium (Na+). En raison de ce déséquilibre énergétique, une grande quantité de potassium (K+) de la cellule est éjectée pour rétablir l’équilibre des charges dans la membrane (ce mécanisme est connu sous le nom de pompe sodium-potassium).
La saturation due à la pompe sodium-potassium fait que la cellule dépense de l’ATP (adénosine triphosphate), l’une des principales sources d’énergie pour les processus cellulaires. La consommation d’ATP pour la dépolarisation cellulaire empêche le virus de l’utiliser pour se répliquer.
- « Les cellules doivent se débarrasser du sodium par l’intermédiaire de la pompe sodium-potassium, ce qui épuise leur réserve d’énergie, de sorte qu’il ne reste plus d’ATP pour la réplication virale », explique M. Ulrich.
L’étude a également montré que le sel n’affecte pas l’activité des mitochondries. Les mitochondries sont des organites dynamiques impliqués dans la respiration cellulaire et la création d’ATP, ainsi que dans d’autres processus métaboliques.
« À ces concentrations, le sel n’endommage pas la cellule. Nous avons observé que les mitochondries sont restées saines tout au long du processus », a déclaré M. Guzzo.
Dans leur étude, les chercheurs suggèrent que l’utilisation de la solution saline hypertonique pourrait être testée de deux manières. La première est un spray nasal pour la prophylaxie des voies respiratoires, principale porte d’entrée du SRAS-CoV-2 dans l’organisme. « Ce type de spray peut être trouvé dans n’importe quelle pharmacie et pourrait être utilisé à titre prophylactique par les agents de santé de première ligne ou d’autres personnes fortement exposées au virus. Si son efficacité est confirmée par des essais cliniques, il pourrait réduire la réplication virale dans le nez et la gorge », M. Guzzo.
L’autre stratégie qu’ils proposent est la nébulisation de la solution saline dans les poumons. Dans ce cas, la bonne concentration de NaCl est essentielle, et l’efficacité de la méthode ne pourra être évaluée que dans le cadre d’essais cliniques impliquant des patients atteints de la maladie COVID-19. Il convient de rappeler que la nébulisation de solution saline hypertonique est déjà utilisée pour traiter les enfants atteints de bronchiolite, par exemple.
Dans le cas du virus respiratoire syncytial (VRS), la cause la plus fréquente de bronchiolite, on sait que la solution saline hypertonique réduit l’infection et l’inflammation dans les cellules épithéliales respiratoires humaines en culture.
« Ce n’est pas une solution unique, et il faudrait l’utiliser dans les premiers jours après l’infection », a déclaré Guzzo. « Réduire la réplication virale signifie réduire la gravité de la maladie et la réponse inflammatoire. Le COVID-19 est une maladie complexe, comprenant la phase de réplication virale, que la solution saline hypertonique pourrait traiter, puis l’inflammation systémique, qui est beaucoup plus étendue. Cette deuxième étape peut être intense et entraîner un certain nombre de complications dans différents organes. »
