Metabolomic analyses of COVID-19 patients unravel stage-dependent and prognostic biomarkers
François-Xavier Danlos
(1, 2)
,
Claudia Grajeda-Iglesias
(2, 3, 4)
,
Sylvère Durand
(2, 4)
,
Allan Sauvat
(4, 5, 2, 6)
,
Mathilde Roumier
(7)
,
Delphine Cantin
(8)
,
Emeline Colomba
(2, 9)
,
Julien Rohmer
(10, 11)
,
Fanny Pommeret
(2, 9)
,
Giulia Baciarello
(2)
,
Christophe Willekens
(12, 13)
,
Marc Vasse
(14, 11)
,
Frank Griscelli
(2)
,
Jean-Eudes Fahrner
(2, 3, 1)
,
Anne-Gaëlle Goubet
(1)
,
Agathe Dubuisson
(2, 1)
,
Lisa Derosa
(2, 15, 1)
,
Nitharsshini Nirmalathasan
(2, 4)
,
Delphine Bredel
(1)
,
Séverine Mouraud
(1)
,
Caroline Pradon
(16)
,
Annabelle Stoclin
(17)
,
Flore Rozenberg
(18)
,
Jérôme Duchemin
(18)
,
Georges Jourdi
(18, 19)
,
Syrine Ellouze
(18)
,
Françoise Levavasseur
(20, 18)
,
Laurence Albigès
(21)
,
Jean-Charles Soria
(2)
,
Fabrice Barlesi
(2, 21)
,
Eric Solary
(22, 23, 13)
,
Fabrice André
(22, 24)
,
Frédéric Pène
(20, 18)
,
Félix Ackerman
(11)
,
Luc Mouthon
(20, 18)
,
Laurence Zitvogel
(1)
,
Aurélien Marabelle
(1)
,
Jean-Marie Michot
(2, 25)
,
Michaela Fontenay
(18, 20)
,
Guido Kroemer
(1, 4)
1
ITIC -
Immunologie anti-tumorale et immunothérapie des cancers
2 IGR - Institut Gustave Roussy
3 UMR 1015 - Immunologie des tumeurs et immunothérapie
4 CRC (UMR_S_1138 / U1138) - Centre de Recherche des Cordeliers
5 IUF - Institut universitaire de France
6 CRC - UMR_S 1138 - Métabolisme, Cancer et Immunité
7 SMI - Service de Médecine Interne [Hôpital Foch, Suresnes]
8 Hôpital Hôtel-Dieu [Paris]
9 Oncologie gynécologique
10 CEREO - Centre de Référence National des Syndromes Hyperéosinophiliques
11 Hôpital Foch [Suresnes]
12 Département de cancérologie de l'enfant et de l'adolescent [Gustave Roussy]
13 Département d'hématologie [Gustave Roussy]
14 HITH - U1176 Inserm - CHU Bicêtre - Hémostase, Inflammation, Thrombose
15 Université Paris-Saclay
16 Département de biologie et pathologie médicales [Gustave Roussy]
17 DSA - Département de soins aigus [Gustave Roussy]
18 Hôpital Cochin [AP-HP]
19 IThEM - U1140 - Innovations thérapeutiques en hémostase = Innovative Therapies in Haemostasis
20 IC UM3 (UMR 8104 / U1016) - Institut Cochin
21 Département de médecine oncologique [Gustave Roussy]
22 Direction de la recherche [Gustave Roussy]
23 CSHMyelo - U1287 Inserm - Cellules souches hématopoïétiques et développement des hémopathies myéloïdes
24 PMNCO - Prédicteurs moléculaires et nouvelles cibles en oncologie
25 DITEP - Département d’Innovation Thérapeutique et essais précoces [Gustave Roussy]
2 IGR - Institut Gustave Roussy
3 UMR 1015 - Immunologie des tumeurs et immunothérapie
4 CRC (UMR_S_1138 / U1138) - Centre de Recherche des Cordeliers
5 IUF - Institut universitaire de France
6 CRC - UMR_S 1138 - Métabolisme, Cancer et Immunité
7 SMI - Service de Médecine Interne [Hôpital Foch, Suresnes]
8 Hôpital Hôtel-Dieu [Paris]
9 Oncologie gynécologique
10 CEREO - Centre de Référence National des Syndromes Hyperéosinophiliques
11 Hôpital Foch [Suresnes]
12 Département de cancérologie de l'enfant et de l'adolescent [Gustave Roussy]
13 Département d'hématologie [Gustave Roussy]
14 HITH - U1176 Inserm - CHU Bicêtre - Hémostase, Inflammation, Thrombose
15 Université Paris-Saclay
16 Département de biologie et pathologie médicales [Gustave Roussy]
17 DSA - Département de soins aigus [Gustave Roussy]
18 Hôpital Cochin [AP-HP]
19 IThEM - U1140 - Innovations thérapeutiques en hémostase = Innovative Therapies in Haemostasis
20 IC UM3 (UMR 8104 / U1016) - Institut Cochin
21 Département de médecine oncologique [Gustave Roussy]
22 Direction de la recherche [Gustave Roussy]
23 CSHMyelo - U1287 Inserm - Cellules souches hématopoïétiques et développement des hémopathies myéloïdes
24 PMNCO - Prédicteurs moléculaires et nouvelles cibles en oncologie
25 DITEP - Département d’Innovation Thérapeutique et essais précoces [Gustave Roussy]
Sylvère Durand
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1276424
- ORCID : 0000-0001-6356-1006
- IdRef : 157586189
Julien Rohmer
- Fonction : Auteur
- PersonId : 806373
- ORCID : 0000-0002-3128-4187
Jean-Eudes Fahrner
- Fonction : Auteur
- PersonId : 795594
- ORCID : 0000-0001-6581-8418
- IdRef : 26023589X
Anne-Gaëlle Goubet
- Fonction : Auteur
- PersonId : 802175
- ORCID : 0000-0003-3431-3067
- IdRef : 22578954X
Agathe Dubuisson
- Fonction : Auteur
- PersonId : 784653
- ORCID : 0000-0002-7526-0769
Lisa Derosa
- Fonction : Auteur
- PersonId : 786395
- ORCID : 0000-0003-0527-2964
Flore Rozenberg
- Fonction : Auteur
- PersonId : 759620
- ORCID : 0000-0003-0991-7774
- IdRef : 089425561
Fabrice Barlesi
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1357222
- ORCID : 0000-0001-5793-3539
- IdRef : 087602997
Eric Solary
- Fonction : Auteur
- PersonId : 757151
- IdHAL : eric-solary
- ORCID : 0000-0002-8629-1341
- IdRef : 050500031
Fabrice André
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756940
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Frédéric Pène
- Fonction : Auteur
- PersonId : 778690
- ORCID : 0000-0003-3639-3849
- IdRef : 069669740
Luc Mouthon
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1330915
- ORCID : 0000-0002-9838-246X
- IdRef : 069140634
Laurence Zitvogel
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756204
- IdHAL : laurence-zitvogel
- ORCID : 0000-0003-1596-0998
- IdRef : 083439587
Aurélien Marabelle
- Fonction : Auteur
- PersonId : 767106
- ORCID : 0000-0002-5816-3019
- IdRef : 118685589
Michaela Fontenay
- Fonction : Auteur
- PersonId : 770387
- ORCID : 0000-0002-5492-6349
- IdRef : 083817247
Guido Kroemer
- Fonction : Auteur
- PersonId : 758378
- ORCID : 0000-0002-9334-4405
- IdRef : 071283250
Résumé
The circulating metabolome provides a snapshot of the physiological state of the organism responding to pathogenic challenges. Here we report alterations in the plasma metabolome reflecting the clinical presentation of COVID-19 patients with mild (ambulatory) diseases, moderate disease (radiologically confirmed pneumonitis, hospitalization and oxygen therapy), and critical disease (in intensive care). This analysis revealed major disease- and stage-associated shifts in the metabolome, meaning that at least 77 metabolites including amino acids, lipids, polyamines and sugars, as well as their derivatives, were altered in critical COVID-19 patient’s plasma as compared to mild COVID-19 patients. Among a uniformly moderate cohort of patients who received tocilizumab, only 10 metabolites were different among individuals with a favorable evolution as compared to those who required transfer into the intensive care unit. The elevation of one single metabolite, anthranilic acid, had a poor prognostic value, correlating with the maintenance of high interleukin-10 and -18 levels. Given that products of the kynurenine pathway including anthranilic acid have immunosuppressive properties, we speculate on the therapeutic utility to inhibit the rate-limiting enzymes of this pathway including indoleamine 2,3-dioxygenase and tryptophan 2,3-dioxygenase.
Origine | Publication financée par une institution |
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