Comment COVID pourrait semer le chaos dans le cerveau

Le SRAS-CoV-2 semble voyager largement à travers le cortex cérébral.

 

Le « brouillard cérébral » n’est pas un descripteur médical formel. Mais il décrit avec justesse une incapacité à penser clairement qui peut se traduire par la sclérose en plaques, le cancer ou la fatigue chronique. Récemment, la maladie a fait la une des journaux en raison d’informations selon lesquelles elle affecte ceux qui se remettent de COVID-19.

Les symptômes liés au cerveau de COVID vont au-delà du simple flou mental. Ils couvrent un spectre qui englobe les maux de tête, l’anxiété, la dépression, les hallucinations et les rêves vifs, sans parler des anomalies olfactives et gustatives bien connues. Les accidents vasculaires cérébraux et les convulsions sont également sur la liste. Une étude a montré que plus de 80% des patients COVID ont rencontré des complications neurologiques.

Le mystère de la façon dont le virus pénètre puis habite la zone d’exclusion aérienne protégée du cerveau fait l’objet d’une enquête approfondie. Lors de la 50e réunion annuelle de la Society for Neuroscience , ou SFN (tenue sous forme virtuelle ce mois-ci après une interruption pandémique en 2020), un ensemble de rapports de recherche non encore publiés relate les aspects du SRAS-COV causant le COVID. -2 parcours complet du virus dans le cerveau, de la pénétration cellulaire à la dispersion entre les régions du cerveau, en passant par la perturbation du fonctionnement neuronal.

Essayer de trouver le port d’entrée du virus dans les cellules nerveuses a rendu les enquêteurs perplexes, car les surfaces de ces cellules semblent manquer des points d’ancrage moléculaires – ceux trouvés dans les cellules pulmonaires, par exemple – qui sont nécessaires pour une invasion forcée à l’intérieur de la cellule. . Un autre moyen possible d’entrée a été signalé dans une étude publiée dans Science l’année dernière. Elle a montré que le récepteur NRP1, présent sur les cellules nerveuses à la fois dans le cerveau et dans le tractus olfactif, se couple avec une enzyme à la surface de ces cellules appelée furine qui permet le passage viral.

Pourtant, la question demeurait : est-ce une voie privilégiée pour entrer dans une cellule ? Lors d’un point de presse SFN 2021, des chercheurs du All India Institute of Medical Sciences-Patna ont rapporté avoir effectué une analyse informatique des données sur les gènes et les protéines qui ont montré la présence de NRP1 et de furine sur des cellules dans certaines zones du cerveau, en particulier l’hippocampe, le principal mémoire et lieu d’apprentissage.

Un autre portail peut être situé dans le système nerveux périphérique, qui transmet les impulsions sensorielles et motrices des muscles, des organes et de la peau au cerveau et à la moelle épinière. Jonathan Joyce, doctorant au laboratoire de l’Institut polytechnique Andrea Bertke de Virginie et de l’Université d’État, a expliqué comment son équipe de recherche a infecté des souris avec le virus SARS-COV-2, puis a localisé l’ARN viral (instructions pour fabriquer des protéines) ainsi que les protéines virales et le virus lui-même. Ils étaient logés dans des amas de nerfs périphériques qui n’avaient pas été auparavant considérés comme des points d’entrée possibles. À partir de ces groupements nerveux, des connexions se sont étendues à diverses zones du cerveau. « Ces routes peuvent être utilisées par le SRAS-COV-2 pour envahir le cerveau », dit Joyce, ajoutant qu’elles peuvent également aider à expliquer la douleur nerveuse et les picotements que ressentent certains patients COVID.

Un consensus n’a en aucun cas émergé sur ce qui se passe exactement lors d’une invasion virale du cerveau. Walter J. Koroshetz , directeur de l’Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux, a déclaré lors d’un autre événement de presse SFN 2021 que les preuves définitives de l’infection par le SRAS-COV-2 des neurones sont « controversées ».

« En tant que directeur du NIH, je dirais probablement que nous devrons voir comment les preuves seront révélées à la fin », a déclaré Koroshetz. D’autres chercheurs ont suggéré que les symptômes neurologiques du COVID pourraient être causés par une inflammation, par une fuite de la barrière hémato-encéphalique ou par des cellules muqueuses de la muqueuse nasale qui s’infectent et meurent, entraînant également la mort des neurones voisins.

Une autre question qui retient l’attention de certains laboratoires est celle de savoir où va le virus une fois qu’il a pénétré dans le cerveau. John H. Morrison, professeur de neurologie à la Davis School of Medicine de l’Université de Californie et directeur du centre de recherche sur les primates qui s’y trouve, a décrit les travaux de son groupe sur la dispersion virale. Dans leur étude, des singes rhésus, y compris un sous-groupe diabétique, ont été infectés par le SRAS-CoV-2. Au bout d’une semaine, les chercheurs ont trouvé des traces du virus (protéines et matériel génétique) qui s’étaient propagés dans plusieurs régions du cortex cérébral, en particulier chez les animaux diabétiques. L’équipe a également découvert que l’inflammation du cortex olfactif se produisait en même temps que la mort des neurones. « L’entrée directe [du virus] dans le système olfactif, les infections productives des neurones et le transport vers plusieurs régions du cerveau sont probablement la cause de complications neurologiques dans COVID-19 », explique Morrison. L’une des zones où le virus était présent chez les singes diabétiques était le cortex entorhinal, ce que Morrison appelle la « région du cerveau la plus vulnérable à la maladie d’Alzheimer. Donc, une fois que le virus est là, il peut jouer un rôle dans les troubles cognitifs légers et la démence. »

Une autre piste d’enquête porte sur l’impact que COVID a eu sur le fonctionnement du cerveau. Des mesures d’électroencéphalographie menées par plusieurs institutions canadiennes – le Rotman Research Institute, l’Université McMaster, l’Université de Toronto et le Sunnybrook Institute – ont révélé que même les cas légers de COVID peuvent entraîner une altération de l’activité cérébrale. Les chercheurs ont examiné 42 personnes qui avaient été testées positives puis mises en quarantaine à domicile, et les ont comparées à 14 autres qui présentaient des symptômes pseudo-grippaux mais dont les résultats du test COVID étaient négatifs.

Une mesure composite de la force des ondes cérébrales était plus faible dans le groupe COVID que chez les participants témoins lorsqu’elle était évaluée, en moyenne, quatre mois plus tard. Certains des signaux aberrants s’étaient résolus à huit mois chez ceux qui avaient été testés positifs pour COVID. Mais ce groupe dans son ensemble avait encore des lectures inférieures pour certaines mesures; la combinaison de COVID et de distanciation sociale peut avoir eu des conséquences persistantes. « L’effet direct que COVID semble avoir sur la puissance de l’EEG est analogue aux effets que nous observons lorsque les personnes reçoivent un diagnostic de déficience cognitive légère, qui peut évoluer vers la maladie d’Alzheimer et les démences associées », explique Allison B. Sekuler, scientifique principal au Rotman Research Institute. « Maintenant, cela ne signifie pas nécessairement que tous ceux qui ont COVID se retrouveront avec la maladie d’Alzheimer. Mais cela mérite certainement plus d’études pour déterminer si les effets directs du COVID sur le cerveau augmentent également le risque de démence. »

Les différentes découvertes retracent la façon dont le virus se propage dans le cerveau, mais laissent également un ensemble de problèmes non résolus. Rita Balice-Gordon , qui a modéré et aidé à organiser l’un des points de presse du SFN mais n’a pas été impliquée dans la recherche, a déclaré que le travail « démontre les énormes progrès qui ont été réalisés au cours des 20 derniers mois dans la compréhension de la façon dont ce virus affecte le système nerveux central système. » Elle a ajouté que cela met également en évidence de nombreuses questions qui restent sans réponse, telles que la durée de persistance des infections, la durée des symptômes neurologiques et psychiatriques du COVID et la possibilité que les dommages causés entraînent un risque plus élevé de démence et d’autres complications. Balice-Gordon est directeur général de Muna Therapeutics, qui développe des thérapies

La pandémie ouvre la perspective de collaborations croissantes entre virologues et neuroscientifiques. C’est un rappel que le cerveau, malgré la barrière hémato-encéphalique, n’est en aucun cas impénétrable. Le virus Coxsackie, la polio, la varicelle, Epstein-Barr et les adénovirus, entre autres, peuvent pénétrer dans les cellules du cerveau ; les adénovirus sont même utilisés pour administrer des thérapies géniques au sein de l’organe. Comprendre les différentes manières dont les virus peuvent entrer et faire des ravages peut susciter un intérêt croissant. « C’est un gros problème », dit Morrison. « Et je pense en fait que cela va devenir un domaine d’étude majeur pour les membres de la Society for Neuroscience. » L’intégration des deux disciplines ne fait que commencer. La neurovirologie pourrait avoir lieu parallèlement à des séances sur la mémoire à long terme, les synapses et la glie lors d’une future réunion du SFN. 

 

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