On sait désormais que le coronavirus SARS-CoV-2 est capable d'infecter de nombreux organes. Dont l'une des meilleures protections, le cerveau. Directeur de recherche Vincent Prévot est responsable du laboratoire Inserm « Développement et plasticité du cerveau neuroendocrinien », qui fait partie du réseau de recherche européen ERC spécialisé dans le contrôle métabolique du cerveau. Avec ses partenaires allemands et espagnols, le neuroscientifique élucide comment le virus Covid-19 pénètre dans cet organe sensible.
Le cerveau est normalement protégé par la barrière hémato-encéphalique, une barrière physique et métabolique qui l'isole, notamment en empêchant le contact direct avec le sang (limitant le risque que les microbes qui y sont présents atteignent le cerveau). Cependant, plusieurs observations nous ont fait considérer comme probable une infection du cerveau par le SRAS-CoV-2.
Tout d'abord, les premières données recueillies montraient que les patients qui développaient les formes les plus sévères du Covid-19 étaient majoritairement des hommes et qu'ils souffraient souvent d'obésité et de diabète. Cependant, on sait que le cerveau contrôle en partie le dimorphisme sexuel (les différences entre les hommes et les femmes), notamment via l'hypothalamus. Cette structure cérébrale joue un rôle important dans de nombreux mécanismes physiologiques (régulation de la température corporelle, du sommeil, de la prise alimentaire, de l'équilibre hydrique, du rythme circadien, de la reproduction, etc.) et est également impliquée dans l'obésité et le diabète.
Une autre structure cérébrale a aussi rapidement attiré notre attention : le bulbe olfactif, qui traite les informations sur les odeurs. En effet, il est apparu très tôt dans la pandémie que la perte de la capacité à percevoir les odeurs (anosmie) était un symptôme caractéristique du Covid-19. C'est parce que le coronavirus SARS-CoV-2 cible l'épithélium olfactif, la muqueuse de la cavité nasale qui détecte les molécules d'odeur, pendant l'infection.
Leurs travaux ont montré que Mpro s'attaque à une protéine produite par les cellules endothéliales, la protéine Nemo. Cependant, la destruction de Nemo désactive une voie métabolique essentielle à la survie de ces cellules. Conséquence : Ils meurent progressivement, ce qui endommage les vaisseaux sanguins, dont il ne reste finalement que le "squelette".
La barrière hémato-encéphalique est ainsi rompue et le sang qui ne va normalement jamais directement au cerveau commence à fuir à travers ces vaisseaux "fantômes", provoquant des hémorragies microscopiques. Pire encore, si les vaisseaux sont complètement morts, le sang n'y circulera plus. Certaines zones du cerveau ne sont alors plus correctement irriguées.
Ce type de vaisseaux fantômes a également été retrouvé dans le cerveau de souris infectées par voie nasale par le coronavirus SARS-CoV-2.
Et chez l'homme ?
Nos collègues allemands ont pu accéder à des échantillons de cerveau de patients décédés du Covid-19. En les comparant à des échantillons de cerveaux "témoins" morts pour d'autres raisons, ils ont découvert que, comme les souris, les cerveaux des patients Covid contenaient plus de vaisseaux fantômes que les autres.
Une autre de nos découvertes suggère que la voie sanguine est importante lors d'une infection cérébrale : l'administration de mélatonine (à des doses pharmacologiques élevées, et non aux doses habituelles de l'organisme) aux animaux avant l'infection diminue considérablement la capacité du virus à atteindre le cerveau. et prévient la mort des cellules endothéliales. La mélatonine est une hormone sécrétée naturellement dans le sang par la glande pinéale, située au-dessus du cerveau.
Cette étude, réalisée avec nos collègues de l'Institut Cochin, suggère qu'il pourrait exercer son effet protecteur sur les vaisseaux cérébraux en réduisant à la fois l'expression de protéines qui facilitent l'infection du virus et une sorte de "grain de sable". qui interfère avec l'amarrage du SRAS-CoV2 à la cellule qu'il vise à infecter.
Une étude anglaise récemment publiée dans la revue Nature est particulièrement frappante. Avant la pandémie, les auteurs avaient prévu d'étudier le vieillissement cérébral par IRM et de mobiliser une cohorte de 300 participants. Après la première IRM, la première vague de coronavirus a balayé. Lorsque les patients ont été rappelés pour la prochaine IRM, la moitié avaient contracté le virus. Les nouvelles IRM ont alors montré que certaines structures cérébrales avaient changé de forme chez les personnes infectées par le SARS-CoV-2. De plus, les performances cognitives se sont parfois détériorées, en particulier chez les participants plus âgés.
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