Plus profond qu’on ne le pensait, le virus responsable de COVID-19[feminine], le SRAS-CoV-2, peut affecter le cerveau pendant des mois après l’infection, mais les scientifiques ne comprennent pas exactement comment. Récemment, des chercheurs ont identifié une association entre la perte excessive de synapses et la persistance de symptômes cognitifs chez certains individus via un mécanisme similaire aux maladies neurodégénératives. Les résultats peuvent aider à identifier de nouveaux traitements pour ce symptôme de COVID à long terme.
Les manifestations neuropsychiatriques sont courantes pendant la phase aiguë de l’infection par le SRAS-CoV-2, mais de nombreux patients continuent de présenter des symptômes similaires longtemps après l’infection. Cependant, les mécanismes de ces effets sont inconnus. L’hypothèse selon laquelle les infections virales peuvent accélérer la neurodégénérescence retient désormais l’attention en raison de la pandémie. Il est devenu clair que le virus peut affecter plusieurs organes et tissus, y compris le cerveau. En effet, l’analyse post-mortem des cerveaux obtenus à partir de patients décédés atteints de COVID-19 a montré une activation microgliale étendue avec une neuroinflammation marquée dans le tronc cérébral.
Il convient de noter que les troubles neurocomportementaux et cognitifs à long terme sont des caractéristiques communes d’autres virus à ARN neuroinvasifs, et que les processus d’endommagement du système nerveux central se poursuivent après l’élimination du virus. Jusqu’à présent, les mécanismes sous-jacents à ces effets neurocognitifs sont mal compris, mais des études récentes chez les rongeurs montrent que les réponses à l’interféron dans la microglie, les cellules immunitaires innées du tissu cérébral, peuvent conduire à l’élimination des synapses redondantes et à la perturbation de l’intégrité du système nerveux. circuit.
Récemment, parce qu’il est difficile d’étudier les effets de l’infection par le SRAS-CoV-2 sur les tissus cérébraux in vivo, des chercheurs de l’Institut Karolinska de Stockholm, en Suède, ont créé des organoïdes cérébraux humains qu’ils ont infectés par le virus. Les auteurs ont ensuite démontré que les cellules immunitaires du cerveau avaient excessivement éliminé les synapses et acquis un schéma d’expression génique qui imite celui observé dans les maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson ou la maladie d’Alzheimer. Leurs travaux ont été publiés dans la revue Molecular Psychiatry.
Organites uniques du cerveau humain
Les auteurs ont créé des modèles tridimensionnels in vitro du cerveau, appelés organoïdes cérébraux, à partir de cellules souches pluripotentes induites par l’homme (iPS). Plus précisément, ils ont cultivé de la microglie humaine à partir de monocytes sains et les ont infectés avec le SRAS-CoV-2.
L’organoïde cérébral utilisé dans l’étude, avec les cellules microgliales surlignées en rouge. © Laboratoire Sellgren/La Conversation
C’est ainsi qu’ils ont découvert que les synapses de ces modèles de cerveau humain connaissent un déclin excessif. Ils sont nécessaires au fonctionnement du cerveau, car ils assurent la communication entre les neurones.
Bien sûr, il est reconnu que le cerveau se débarrasse de certaines synapses (celles qui ne sont plus nécessaires, inactives). Trop de synapses dégradent la qualité de la communication, comme un bruit de fond, un gaspillage d’énergie. L’élimination de ces synapses inutiles permet aux neurones d’établir de nouvelles connexions. En fait, le cerveau choisit les synapses les plus actives, donc les plus importantes pour son activité, et les combine.
Cependant, le taux d’élimination « habituel » est inférieur au taux observé lors des expérimentations de cette nouvelle étude. Ce dernier pourrait expliquer pourquoi certaines personnes développent des symptômes cognitifs dans le cadre du COVID au long cours, par ce déficit anormal des synapses.
Multiplication de l’activité microgliale (surlignée en rouge) à 24 heures, puis 72 heures après l’infection. Les noyaux sont colorés en bleu dans la première série de coupes histologiques à gauche. © Samudyata et al., 2022
Le Dr Samudyata, co-auteur de l’étude et stagiaire postdoctoral au Laboratoire Sellgren du Département de physiologie et de pharmacologie de l’Institut Karolinska, explique dans un communiqué : « Il est intéressant de noter que nos résultats imitent dans une large mesure ce qui a été récemment observé dans modèles de souris. infectés par d’autres virus à ARN neuroinvasifs tels que le virus du Nil occidental. Ces virus sont également associés à des déficits cognitifs résiduels après l’infection et à une activation microgliale persistante entraînant une réabsorption excessive des synapses, supposée être à l’origine de ces symptômes. Plusieurs études ont également rapporté des symptômes cognitifs persistants après une infection par le SRAS-CoV-2, ainsi qu’un risque accru d’être diagnostiqué avec un trouble caractérisé par des symptômes cognitifs.
Association avec la neurodégénérescence de certaines maladies
Comme le rapporte une étude australienne, les auteurs de cet article estiment que le déclenchement de la dégradation des synapses, quasi incontrôlée, utilise le même mécanisme que dans certaines maladies neurodégénératives.
En séquençant des gènes dans des cellules individuelles, les auteurs ont également pu étudier comment différents types de cellules du modèle ont répondu au virus. Susmita Malwade, co-auteur de l’étude et étudiante diplômée du laboratoire Sellgren du Département de physiologie et de pharmacologie de l’Institut Karolinska, déclare : « La microglie a montré une signature génétique distincte, largement caractérisée par une régulation positive des gènes sensibles à l’interféron, et comprenait des voies précédemment associées. atteints de maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson et la maladie d’Alzheimer. Cette signature a également été observée plus tard, lorsque la charge virale était minimale.
Les chercheurs vont maintenant explorer comment différentes approches pharmacologiques peuvent inverser les changements observés dans les modèles infectés. Les chercheurs rapportent dans un article de The Conversation qu’il existe un antibiotique, la minocycline, qui peut réduire le processus microglial décrit ici. En fin de compte, le modèle développé et les résultats de l’étude peuvent éclairer les efforts futurs pour lutter contre les symptômes cognitifs après COVID-19 et d’autres infections virales neuroinvasives.
