Une équipe de recherche dirigée par City of Hope a découvert que le même gène qui augmente le risque de maladie d’Alzheimer, ApoE4, peut augmenter la sensibilité et la gravité du COVID-19.
Notre étude fournit un lien de causalité entre le facteur de risque de la maladie d’Alzheimer ApoE4 et COVID-19 et explique pourquoi certains (par exemple, les porteurs d’ApoE4) mais pas tous les patients COVID-19 présentent des manifestations neurologiques. Comprendre comment les facteurs de risque des maladies neurodégénératives influent sur la sensibilité et la gravité du COVID-19 nous aidera à mieux faire face au COVID-19 et à ses effets potentiels à long terme sur différentes populations de patients. «
Yanhong Shi, Ph.D., Directeur, Division de la biologie des cellules souches, Ville de l’espoir et co-auteur de l’étude
Au début de l’étude, l’équipe s’est intéressée aux effets du SRAS-CoV-2 sur le cerveau. En raison du fait que les patients COVID-19 perdent souvent leur sens du goût et de l’odorat, l’équipe a émis l’hypothèse que le virus avait un effet neurologique sous-jacent.
L’équipe a d’abord créé des cellules cérébrales en laboratoire à l’aide de cellules souches pluripotentes (iPSC), qui sont une sorte de cellule souche qui peut devenir pratiquement n’importe quel type de cellule. Les neurones et astrocytes nouvellement créés, un type de cellule auxiliaire, ont ensuite été infectés par le SRAS-CoV-2. Ils ont constaté que les deux types de cellules étaient sensibles à l’infection.
Ensuite, l’équipe a utilisé des iPSC pour créer des organoïdes cérébraux, qui sont des modèles de tissus 3D qui imitent certaines caractéristiques du cerveau humain. Ils ont créé un modèle organique contenant des astrocytes et un sans eux. Ils ont infecté les deux types d’organoïdes du cerveau avec le virus et ont découvert que ceux avec des astrocytes augmentaient l’infection par le SRAS-CoV-2.
L’équipe a continué à étudier plus en détail les effets de l’ApoE4 sur la sensibilité au SRAS-CoV-2. Ils l’ont fait en générant des neurones à partir d’iPSC « reprogrammés » à partir des cellules d’un patient atteint d’Alzheimer qui contenaient ApoE4. À l’aide de l’édition génique, l’équipe a modifié certaines des cellules ApoE4 créées par iPSC afin qu’elles contiennent ApoE3, un type de gène considéré comme neutre. Les iPSC ApoE3 et ApoE4 ont ensuite été utilisés pour générer des neurones et des astrocytes.
Les résultats ont été publiés récemment dans la revue Cellule souche cellulaire. Les neurones et astrocytes ApoE4 ont tous deux montré une sensibilité plus élevée à l’infection par le SRAS-CoV-2 par rapport aux neurones et astrocytes ApoE3 neutres. De plus, alors que le virus causait des dommages aux neurones ApoE3 et ApoE4, il semblait avoir un effet légèrement plus grave sur les neurones ApoE4 et un effet beaucoup plus grave sur les astrocytes ApoE4 par rapport aux neurones et astrocytes ApoE3.
Dans la dernière partie de l’étude, les chercheurs ont testé pour voir si le médicament antiviral remdesivir inhibe l’infection virale dans les neurones et les astrocytes. Ils ont découvert que le médicament était capable de réduire avec succès le niveau viral dans les astrocytes et d’empêcher la mort cellulaire. Il a également pu sauver les neurones de la neurodégénérescence.
La prochaine étape de l’équipe est de continuer à étudier les effets du virus pour mieux comprendre le rôle de l’ApoE4 dans les manifestations neurologiques du COVID-19. De nombreuses personnes infectées par le COVID-19 se sont rétablies, mais des effets neurologiques à long terme tels que des maux de tête sévères sont encore observés des mois après.
«Le COVID-19 est une maladie complexe, et nous commençons à comprendre les facteurs de risque impliqués dans la manifestation de la forme grave de la maladie», a déclaré Vaithilingaraja Arumugaswami, Ph.D., membre du UCLA Broad Stem Cell Research Center et auteur co-correspondant. « Notre étude basée sur les cellules fournit une explication possible de la raison pour laquelle les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer courent un risque accru de développer des symptômes plus graves du COVID-19. »
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