Une équipe multidisciplinaire de scientifiques a découvert que les organoïdes fabriqués à partir de cellules du cerveau humain, appelés « mini-cerveaux », pouvaient être infectés par le virus du SARS-CoV-2, à l’origine du Covid-19.

La première preuve de l’infection par l’agent pathogène et de sa réplication dans les neurones humains

Alors que les premiers rapports avaient suggéré qu’environ 50 % des patients atteints de Covid-19 présentaient des symptômes neurologiques, jusqu’à récemment, les chercheurs ignoraient si le virus infectait les cellules du cerveau humain. Dans le cadre de ces travaux présentés dans la revue ALTEX : Alternatives to Animal Experimentation, une équipe de la Bloomberg School of Public Health a utilisé des minuscules cultures imitant des organes entiers, et démontré que certains neurones humains exprimaient l’ACE2, un récepteur utilisé par le virus du SARS-CoV-2 pour pénétrer dans les poumons, et vraisemblablement le cerveau.

En introduisant des particules du virus dans un modèle de « mini-cerveau », les scientifiques ont en effet découvert ce qui constitue la première preuve de l’infection par l’agent pathogène et de sa réplication.

Le cerveau humain est bien protégé contre de nombreux virus, bactéries et agents chimiques grâce à la barrière hémato-encéphalique. « Il n’a pas encore été démontré si le virus du SARS-CoV-2 franchit ou non cette barrière », note Thomas Hartung, auteur principal de l’étude.« Cependant, on sait que des inflammations graves, telles que celles observées chez les patients atteints de Covid-19, font que la barrière se désagrège. Sachant que l’imperméabilité de la barrière hémato-encéphalique peut également poser problème pour le développement de médicaments ciblant le cerveau. »

Les chercheurs ont découvert que le virus du SARS-CoV-2 (en rouge) pouvait infecter des cultures de tissu cérébral cultivées en laboratoire (en bleu) et s’y répliquer — © Center for Alternatives to Animal Testing (CAAT), Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health

« Cette étude est une autre étape importante dans notre compréhension de la façon dont l’infection entraîne des symptômes »

L’impact du SARS-CoV-2 sur le cerveau en développement constitue une autre préoccupation soulevée par l’étude. Des recherches de l’université Paris-Saclay ont montré que le virus traversait le placenta et que les embryons ne possédaient pas la barrière hémato-encéphalique au cours de leur développement précoce, bien que les implications de cette vulnérabilité ne soient pas encore claires. « Pour être très clair, à ce stade nous n’avons aucune preuve que le virus entraîne des troubles du développement », explique Hartung.

Cependant, les mini-cerveaux contiennent dès les premiers stades le même récepteur ACE2 qui permet au virus de pénétrer dans les tissus pulmonaires. C’est pourquoi, selon les auteurs de l’étude, ces résultats soulignent la nécessité de redoubler de prudence durant la grossesse.

« Cette étude est une autre étape importante dans notre compréhension de la façon dont l’infection entraîne des symptômes, et où nous pourrions nous attaquer à la maladie Covid-19 avec un traitement médicamenteux », déclare le professeur William Bishai, spécialiste des maladies infectieuses. « Il ne fait aucun doute que le virus infecte les neurones et s’y multiplie et nous devons maintenant découvrir ce que cela signifie pour les patients et la santé publique », ajoute Hartung.

À l’instar de ces cœurs miniatures fonctionnels, les modèles de « mini-cerveaux » (BrainSpheres) utilisés par les chercheurs sont dérivés de cellules souches humaines. Premiers organoïdes de ce type à être produits en masse et hautement standardisés, ils ont notamment été utilisés pour modéliser un certain nombre de maladies, dont les infections par des virus tels que le Zika, la dengue et le VIH.

— Semnic / Shutterstock.com

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