Le Sars-CoV-2 infecte aussi les neurones

Au-delà des atteintes respiratoires importantes que peut causer l’infection au Sars-CoV-2, des symptômes neurologiques touchent également les patients, de maux de tête à la perte d’odorat jusqu’à des pertes de conscience et des accidents vasculaires cérébraux (AVC). Si des traces d’ARN du virus ont été retrouvées dans le cerveau de patients décédés de la Covid-19 et des protéines virales dans certaines cellules de leur bulbe olfactif, la capacité du virus à infecter les cellules du cerveau et les conséquences possibles n’avaient pas été démontrées jusqu’alors.

C’était l’objectif d’une équipe de chercheurs de l’université de Yale (États-Unis), de l’Institut du cerveau (Sorbonne Université/Inserm/CNRS) et de l’hôpital Pitié-Salpêtrière APHP [1]. Pour ce faire, ils ont utilisé trois approches différentes : des cultures de cellules cérébrales en 3D, un modèle murin d’infection au Sars-CoV-2 et des tissus cérébraux de patients décédés de la Covid-19. Leurs résultats dans les cultures de cellules cérébrales en 3D attestent de la capacité du Sars-CoV-2 à pénétrer dans les neurones et à utiliser leurs composants pour se multiplier, entraînant des changements métaboliques dans les cellules infectées, sans pour autant les détruire. En revanche, les cellules voisines des neurones infectées se voient privées d’oxygène et finissent par mourir. Dans les cerveaux de patients décédés de la Covid-19, le virus a été retrouvé dans les neurones corticaux, de même que des atteintes pathologiques associées à l’infection, comme des accidents vasculaires ischémiques.

La façon dont le virus pénètre dans les neurones est une autre question. Des données antérieures ont mis en évidence que, dans le reste de l’organisme, le virus utilisait la protéine ACE2, présente à la surface des cellules. Celle-ci est particulièrement exprimée dans les poumons, c’est pourquoi le virus s’y attaque plus spécifiquement. Cette voie d’entrée restait cependant à démontrer dans les neurones. Grâce à un modèle murin, qui exprime de façon différentielle le récepteur ACE2, les chercheurs confirment son importance pour l’infection des cellules cérébrales. Ils révèlent également un remodelage important du réseau vasculaire cérébral dans les régions infectées du cerveau. Cette dernière découverte ouvre la voie d’un lien entre la pénétration du virus dans les neurones, observés à la fois dans les cultures de cellules cérébrales et les tissus cérébraux post-mortem, et l’hypoxie et les accidents ischémiques observés dans le cerveau des malades.

Dans leur ensemble, ces résultats confirment« le tropisme cérébral du Sars-CoV-2 et sa capacité à infecter les neurones ». Ils suggèrent également que les symptômes neurologiques observés dans la Covid-19 pourraient être une conséquence de cette atteinte directe du système nerveux central. De futures études sont maintenant nécessaires pour identifier précisément la voie empruntée par le virus pour entrer dans le cerveau et confirmer le lien entre les changements cellulaires observés au niveau des neurones et les symptômes neurologiques rapportés.

Catherine Boisaubert

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[1] Song E, Zhang C, Israelow B. Neuroinvasion of SARS-CoV-2 in human and mouse brain. J Exp Med 2021;218 (3): e20202135.