Dans une étude publiée dans le iScience journal, un groupe de recherche suisse montre que les récepteurs et les gènes d’entrée du syndrome respiratoire aigu sévère du coronavirus 2 (SARS-CoV-2) sont exprimés dans les cellules neuroépithéliales olfactives humaines et le cerveau en observant les principaux acteurs moléculaires impliqués dans le processus infectieux
L’entrée du SRAS-CoV-2, qui est un agent causal de la pandémie de maladie à coronavirus (COVID-19), implique l’utilisation d’une glycoprotéine de pointe pour interagir avec le récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine-2 (ACE2). Attaché à la membrane cellulaire est une sérine protéase TMPRSS2, qui amorce la glycoprotéine de pointe et facilite l’entrée virale.
Par conséquent, les principales cibles du virus – qui sont les cellules respiratoires qui tapissent les voies respiratoires – co-expriment à la fois ACE2 et TMPRSS2. La cavité nasale abrite également des cellules respiratoires, mais il existe une zone olfactive chargée de réguler l’odorat.
Et en effet, la perte d’odeur est l’un des symptômes du COVID-19; cependant, la notion selon laquelle les virus peuvent affecter directement ou indirectement l’intégrité et la fonction de la partie sensorielle du système olfactif n’est pas entièrement nouvelle. Certains virus perturbent en fait le neuroépithélium de multiples façons et modifient souvent des types de cellules spécifiques, y compris les neurones.
Mais si le dysfonctionnement olfactif évident lié à l’infection par le SRAS-CoV-2 provient d’un processus inflammatoire général dans la cavité nasale ou d’une perturbation ciblée du neuroépithélium olfactif ou du bulbe olfactif n’est toujours pas clair.
Dans ce nouvel article, les chercheurs suisses (dirigés par le Dr Leon Fodoulian de l’Université de Genève) avaient pour objectif d’étudier la distribution du récepteur ACE2 du SRAS-CoV-2 dans les cellules neuroépithéliales olfactives humaines, ainsi que dans le cerveau.
Une approche méthodologique multidisciplinaire
Cet effort de recherche a été mené en utilisant une approche multidisciplinaire, qui était basée sur leurs données et des ensembles de données RNA-seq disponibles au public, ainsi que sur des colorations immunohistochimiques de tissus de souris et humains.
Plus précisément, les chercheurs ont collecté des biopsies à l’aide de la chirurgie endoscopique nasale de quatre patients adultes et ont ensuite exploré l’expression potentielle de ACE2 et TMPRSS2. L’immunohistochimie a ensuite été utilisée pour évaluer l’expression de l’ACE2 dans la cavité nasale humaine.
Dans leur étude, des analyses transcriptomiques de tissus entiers et de cellules individuelles d’épithélium olfactif humain ont été poursuivies, et ils ont également exploré deux ensembles de données ARN-seq à un seul noyau afin d’évaluer précisément l’expression d’ACE2 dans le cerveau humain.
Cellules sustentaculaires chargées de récepteurs
Les résultats ont révélé qu’un sous-ensemble de cellules sustentaculaires olfactives dans le neuroépithélium olfactif (également connu sous le nom de cellules de soutien impliquées dans la transformation odorante et le métabolisme xénobiotique) expriment l’ACE2, mais pas les neurones sensoriels olfactifs.
«Chez la souris, dont la muqueuse olfactive est particulièrement bien organisée à la fois en termes de couches pseudostratifiées et en termes de séparation très stricte de l’épithélium respiratoire, nous avons observé (à l’instar de l’homme) une expression claire d’ACE2 dans le bord apical de cellules sustentaculaires », expliquent les auteurs de l’étude.
Cependant, cette distribution n’était pas homogène puisque ACE2 a été observée dans des cellules sustentaculaires qui étaient extrêmement localisées dorsalement mais étaient complètement absentes de la zone plus ventrale du neuroépithélium olfactif.
Dans tous les cas, ces cellules co-exprimaient également TMPRSS2, et les chercheurs ont également dévoilé l’expression d’ACE2 dans un sous-ensemble de types de cellules du cerveau – y compris des cellules neuronales et non neuronales.
Un lien crédible avec l’anosmie
En un mot, cette étude a montré que les cellules respiratoires ne sont pas des acteurs solitaires au contact avec le monde extérieur qui abritent des clés moléculaires impliquées dans l’entrée du SRAS-CoV-2 dans le nez. Les cellules sustentaculaires, situées à l’interface entre le système nerveux central et la cavité olfactive, partagent les mêmes traits.
Mais quelle est la probabilité qu’une telle co-expression de l’ACE2 dans les cellules olfactives sustentaculaires et leur connexion directe avec le cerveau représente une cause sous-jacente de l’anosmie induite par le SRAS-CoV-2?
« Pris ensemble, et en dépit du fait que l’on ne peut exclure l’inflammation et l’infection d’autres types de cellules non neuronales dans le neuroépithélium olfactif comme origine de l’anosmie induite par le SRAS-CoV-2-, le lien entre les outils d’entrée moléculaire virale exprimé par les cellules sustentaculaires olfactives et l’altération chimiosensorielle induite par le SRAS-CoV-2 semble tout à fait crédible », concluent les auteurs de l’étude.
Dans tous les cas, la présence de diverses populations de cellules neuronales et non neuronales qui expriment ACE2 dans le cerveau humain est un intérêt de recherche qui mérite d’être poursuivi, avec une vaste possibilité d’applications pratiques sur toute la ligne.
