Une étude montre comment les neurones peuvent devenir une cible de l’infection par le SRAS-CoV-2

En utilisant à la fois des tissus cérébraux de souris et humains, des chercheurs de la Yale School of Medicine ont découvert que le SRAS-CoV-2 peut infecter directement le système nerveux central et ont commencé à démêler certains des effets du virus sur les cellules cérébrales. L’étude, publiée aujourd’hui dans le Journal de médecine expérimentale (JEM), peut aider les chercheurs à développer des traitements pour les divers symptômes neurologiques associés au COVID-19.

Bien que le COVID-19 soit principalement considéré comme une maladie respiratoire, le SRAS-CoV-2 peut affecter de nombreux autres organes du corps, y compris, chez certains patients, le système nerveux central, où l’infection est associée à une variété de symptômes allant des maux de tête. et perte de goût et d’odorat en raison de troubles de la conscience, du délire, des accidents vasculaires cérébraux et des hémorragies cérébrales.

Comprendre toute l’étendue de l’invasion virale est crucial pour traiter les patients, alors que nous commençons à essayer de comprendre les conséquences à long terme du COVID-19, dont beaucoup devraient impliquer le système nerveux central. « 

Akiko Iwasaki, professeur, Yale School of Medicine

De nombreuses questions restent sans réponse, notamment celle de savoir si le SRAS-CoV-2 peut infecter les neurones ou d’autres types de cellules cérébrales. Pour répondre à cette question, une équipe dirigée par Iwasaki et le co-auteur principal Kaya Bilguvar, professeur agrégé à la Yale School of Medicine, a analysé la capacité du SRAS-CoV-2 à envahir les organoïdes du cerveau humain, des organes 3D miniatures cultivés en laboratoire à partir de cellules souches humaines. Les chercheurs ont découvert que le virus était capable d’infecter les neurones de ces organoïdes et d’utiliser la machinerie des cellules neuronales pour se répliquer. Le virus semble faciliter sa réplication en stimulant le métabolisme des cellules infectées, tandis que les neurones voisins non infectés meurent lorsque leur apport en oxygène est réduit.

Le SRAS-CoV-2 pénètre dans les cellules pulmonaires en se liant à une protéine appelée ACE2, mais on ne sait pas si cette protéine est présente à la surface des cellules cérébrales. L’équipe de Yale a déterminé que la protéine ACE2 est, en fait, produite par les neurones et que le blocage de cette protéine empêche le virus des organoïdes du cerveau humain.

Le SRAS-CoV-2 était également capable d’infecter le cerveau de souris génétiquement modifiées pour produire de l’ACE2 humaine, provoquant des altérations dramatiques des vaisseaux sanguins du cerveau qui pourraient potentiellement perturber l’apport d’oxygène de l’organe. L’infection du système nerveux central était beaucoup plus mortelle chez la souris que les infections limitées aux poumons, ont découvert les chercheurs.

Enfin, les chercheurs ont analysé le cerveau de trois patients qui ont succombé au COVID-19. Le SRAS-CoV-2 a été détecté dans les neurones corticaux de l’un de ces patients, et les régions cérébrales infectées ont été associées à des infarctus ischémiques dans lesquels une diminution de l’apport sanguin provoque des lésions tissulaires localisées et la mort cellulaire. Des micro-infarctus ont été détectés lors de l’autopsie cérébrale des trois patients.

«Notre étude démontre clairement que les neurones peuvent devenir une cible de l’infection par le SRAS-CoV-2, avec des conséquences dévastatrices d’une ischémie localisée dans le cerveau et de la mort cellulaire», déclare Bilguvar. «Nos résultats suggèrent que les symptômes neurologiques associés au COVID-19 peuvent être liés à ces conséquences et peuvent aider à orienter les approches rationnelles du traitement des patients atteints de COVID-19 souffrant de troubles neuronaux.

«Des études futures seront nécessaires pour étudier ce qui pourrait prédisposer certains patients aux infections du système nerveux central et pour déterminer la voie de l’invasion du SRAS-CoV-2 dans le cerveau et la séquence de l’infection dans différents types de cellules du système nerveux central. aidera à valider la relation temporelle entre le SRAS-CoV-2 et les infarctus ischémiques chez les patients », ajoute Iwasaki.