Le virus SARS-CoV-2 migre dans les neurones et infecte le cerveau

L’émergence de différentes variantes du SRAS-CoV-2 a produit un large éventail de profils cliniques et de symptômes chez les patients. Pour la première fois, des chercheurs de l’Institut Pasteur et de l’Université Paris Cité ont démontré, dans un modèle animal, une caractéristique commune à plusieurs variants du SARS-CoV-2 : la capacité à infecter le système nerveux central.

L’étude confirme que le SRAS-CoV-2 est capable d’infecter les neurones humains in vitro et de migrer vers les axones, les projections des cellules nerveuses qui transportent l’information. Les résultats ont été publiés dans la revue Communications naturelles.

Les symptômes neurologiques associés à l’infection par le SRAS-CoV-2 ont changé avec l’évolution du virus et l’émergence de nouveaux variants. Au début de la pandémie de COVID-19, l’anosmie a été identifiée comme l’un des symptômes typiques de l’infection, mais elle était moins fréquemment associée aux infections causées par le variant omicron/BA.1. Cette variabilité des symptômes indique-t-elle une affinité plus ou moins grande du SARS-CoV-2 pour le système nerveux ?

Dans cette étude, des chercheurs de l’Institut Pasteur et de l’Université Paris Cité ont démontré, dans un modèle animal, qu’un panel de variants d’intérêt du SARS-CoV-2 (la souche originale du virus détectée pour la première fois à Wuhan et les variants gamma, delta et omicron/BA.1) peuvent pénétrer dans le système nerveux central et y rester pendant la phase aiguë de l’infection.

Les chercheurs ont observé que tous ces variants se propagent au système nerveux central et infectent le bulbe olfactif, une structure située dans la cavité crânienne qui traite l’information olfactive avant de la transmettre au cortex.

“Dans cette étude, nous avons démontré que l’infection du bulbe olfactif est commune à tous les variants et n’est liée à aucun variant en particulier, ni à aucune manifestation clinique particulière comme l’anosmie”, explique Guilherme Dias de Melo, premier auteur de l’étude et chercheur. dans l’unité Lyssavirus, épidémiologie et neuropathologie de l’Institut Pasteur.

De plus, les chercheurs ont identifié une séquence génétique liée à l’anosmie dans le virus ancestral (de Wuhan). Lorsque cette séquence génétique, qui code pour la protéine ORF7ab, est supprimée ou tronquée – ce qui est le cas de certains variants moins susceptibles de produire de l’anosmie – l’incidence de perte olfactive chez les animaux infectés est plus faible même si le degré d’infection neuronale via les bulbes olfactifs reste inchangé.

“Cela suggère que l’anosmie et l’infection neuronale sont deux phénomènes sans rapport”, explique Guilherme Dias de Melo. “Si nous suivons ce raisonnement, il est fort possible que même une infection asymptomatique – et donc cliniquement bénigne – se caractérise par la propagation du virus dans le système nerveux.”

Les chercheurs ont ensuite regardé comment le SARS-CoV-2 atteignait le bulbe olfactif et ont observé que les neurones semblaient être la voie idéale. Un système de culture cellulaire microfluidique in vitro a permis aux chercheurs d’observer des neurones humains organisés d’une manière particulière. Les neurones sont disposés de manière à permettre une observation détaillée du transport des molécules au sein de l’axone.

Grâce à cette méthode, les chercheurs ont découvert qu’une fois à l’intérieur du neurone, le virus est capable de se déplacer dans les deux sens le long de l’axone, soit dans une direction antérograde, c’est-à-dire du corps cellulaire vers les terminaisons de l’axone, soit dans une direction rétrograde, de les axones au corps cellulaire.

« Le virus semble exploiter efficacement les mécanismes physiologiques du neurone pour se déplacer dans les deux sens. Les variantes du SRAS-CoV-2 que nous avons étudiées – la variante ancestrale de Wuhan, gamma, delta et omicron/BA.1 – infectent les neurones in vitro et sont capable de se déplacer le long des axones.

“A travers cette étude, nous avons caractérisé le neurotropisme du SARS-CoV-2. Pour tous les variants étudiés, l’infection cérébrale via le bulbe olfactif semble être une caractéristique commune du SARS-CoV-2”, conclut Hervé Bourhy, dernier auteur de l’étude et responsable de l’unité Lyssavirus, épidémiologie et neuropathologie de l’Institut Pasteur.

« La prochaine étape sera de comprendre, à partir du modèle animal, si le virus est capable de persister dans le cerveau au-delà de la phase aiguë de l’infection, et si la présence du virus peut induire une inflammation persistante et les symptômes décrits en cas d’infection prolongée. COVID, comme l’anxiété, la dépression et le brouillard cérébral. »