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TENDANCES SCIENTIFIQUES: Un supercalculateur a analysé la COVID-19, voici ce qu’il a trouvé

Le deuxième supercalculateur le plus rapide au monde révèle une nouvelle théorie sur l’impact du coronavirus sur l’organisme.

Recherche fondamentale
Santé

Pour comprendre exactement la manière dont le virus responsable de la COVID-19 attaque le corps de tellement de façons différentes et engendre tant de symptômes, un supercalculateur appelé Summit a analysé les données de 40 000 gènes à partir de 17 000 échantillons génétiques au laboratoire national d’Oak Ridge (ORNL) du ministère américain de l’énergie. Le supercalculateur le plus rapide du pays effectue 200 quadrillions de calculs par seconde, mais il lui a néanmoins fallu une semaine pour analyser 2,5 milliards de combinaisons génétiques.

Une nouvelle théorie fascinante peut-elle expliquer les multiples facettes de la COVID-19?

Une équipe de chercheurs de l’ORNL a comparé les gènes du liquide pulmonaire de neuf patients atteint de la COVID-19 avec 40 échantillons provenant de personnes en bonne santé. Les résultats ont été publiés dans «eLife». Summit a soulevé l’hypothèse de la bradykinine, une nouvelle théorie sur la façon dont la COVID-19 affecte l’organisme. Cette hypothèse permet d’expliquer de nombreux aspects de la COVID-19, notamment certains symptômes inhabituels. «Il s’agit d’une des rares fois où l’on peut vraiment tout relier à un moment eurêka», a commenté Daniel Jacobson, chercheur principal et responsable scientifique de l’ORNL, dans un communiqué de presse. «J’observais les données et j’ai soudain vu des schémas très distincts se dessiner dans les voies des systèmes rénine-angiotensine et bradykinine. Cela nous a conduit à concentrer nos recherches sur les familles de gènes du système de régulation de la pression sanguine.» Les systèmes rénine-angiotensine et bradykinine contrôlent la pression sanguine et l’équilibre des fluides dans le corps. L’équipe de recherche a observé une augmentation de l’expression des enzymes qui déclenchent la production de bradykinine chez les patients atteints de la COVID-19. En revanche, il y avait moins d’enzymes capables de décomposer la bradykinine. Une grande quantité d’enzymes, dans les poumons des patients, qui peuvent déclencher la bradykinine et peu d’enzymes pouvant la décomposer sont des conditions parfaites pour une tempête de bradykinine. Ce phénomène permet aux fluides de s’accumuler autour des poumons.

Combattre la COVID-19, avec l’aide d’un supercalculateur

Les chercheurs ont découvert un comportement similaire dans les poumons avec une substance appelée acide hyaluronique. «Lorsque les poumons sont envahis par un excès d’acide hyaluronique, c’est comme essayer de respirer à travers de la gelée», explique le Dr Jacobson. «Cela atteint un point où peu importe la quantité d’oxygène que vous insufflez, cela ne change rien, car les alvéoles des poumons sont remplies de cet hydrogel. Avec cet excès d’acide hyaluronique, l’eau qui s’échappe des vaisseaux sanguins à cause de la bradykinine va absorber cette substance et les poumons se transforment en un ballon d’eau.» Si ce phénomène se produit dans les poumons, les chercheurs émettent l’hypothèse qu’il pourrait également se produire dans d’autres parties du corps. «Si nous pouvons bloquer cette pathogénèse [processus responsable du déclenchement et du développement d’une maladie] chez les patients gravement atteints, nous pouvons empêcher que la réponse humaine ne soit excessive et donner à leur système immunitaire le temps de combattre le virus de sorte qu’ils puissent se rétablir», a ajouté le Dr Jacobson. Si la théorie se vérifie, on peut penser que plus de dix médicaments existants pourraient être utilisés pour traiter les patients atteints de la COVID-19. Summit, dont la prouesse aurait probablement pris des mois à des ordinateurs de bureau, ne soignera pas la COVID-19. Cependant, grâce à son analyse rapide des gènes, une nouvelle théorie intéressante a émergé; il pourrait réduire considérablement la souffrance des patients et probablement sauver des vies.

Mots‑clés

supercalculateur, Summit, COVID-19, coronavirus, bradykinine, Laboratoire national d’Oak Ridge

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