Researchers Discover How SARS-CoV-2 Reaches the Brains of COVID-19 Patients

Using post-mortem tissue samples, a team of researchers from Charity – University medicine Berlin studied the mechanisms by which the new coronavirus can reach the brains of patients with COVID-19[feminineet comment le système immunitaire réagit au virus une fois qu’il le fait. Les résultats, qui montrent que SRAS-CoV-2 pénètre dans le cerveau via les cellules nerveuses de la muqueuse olfactive, ont été publiés dans Neuroscience de la nature. Pour la première fois, les chercheurs ont pu produire des images au microscope électronique de particules intactes de coronavirus à l’intérieur de la muqueuse olfactive.

Il est maintenant reconnu que COVID-19[feminine n’est pas une maladie purement respiratoire. En plus d’affecter les poumons, SRAS-CoV-2 peut avoir un impact sur le système cardiovasculaire, le tractus gastro-intestinal et le système nerveux central. Plus d’une personne sur trois avec COVID-19[feminine signaler des symptômes neurologiques tels que la perte ou la modification de leur odorat ou de leur goût, des maux de tête, de la fatigue, des étourdissements et des nausées. Chez certains patients, la maladie peut même entraîner un accident vasculaire cérébral ou d’autres conditions graves. Jusqu’à présent, les chercheurs soupçonnaient que ces manifestations devaient être causées par l’entrée du virus et l’infection de cellules spécifiques du cerveau. Mais comment SRAS-CoV-2 y arriver? Sous la direction conjointe du Dr Helena Radbruch de CharitéLe département de neuropathologie du département et le directeur du département, le professeur Frank Heppner, une équipe multidisciplinaire de chercheurs ont maintenant retracé comment le virus pénètre dans le système nerveux central et envahit par la suite le cerveau.

Dans le cadre de cette recherche, des experts des domaines de la neuropathologie, de la pathologie, de la médecine légale, de la virologie et des soins cliniques ont étudié des échantillons de tissus de 33 patients (âge moyen 72) décédés à l’un ou l’autre Charité ou le centre médical universitaire de Göttingen après avoir contracté COVID-19[feminine. À l’aide des dernières technologies, les chercheurs ont analysé des échantillons prélevés sur la muqueuse olfactive des patients décédés et dans quatre régions cérébrales différentes. Les échantillons de tissus et les cellules distinctes ont été testés pour SRAS-CoV-2 matériel génétique et une «protéine de pointe» qui se trouve à la surface du virus. L’équipe a fourni des preuves du virus dans différentes structures neuroanatomiques qui relient les yeux, la bouche et le nez au tronc cérébral. La muqueuse olfactive a révélé la charge virale la plus élevée. À l’aide de colorants tissulaires spéciaux, les chercheurs ont pu produire les toutes premières images de microscopie électronique de particules intactes de coronavirus dans la muqueuse olfactive. Ceux-ci ont été trouvés à la fois à l’intérieur des cellules nerveuses et dans les processus s’étendant à partir de cellules de soutien (épithéliales) voisines. Tous les échantillons utilisés dans ce type d’analyse basée sur l’image doivent être de la meilleure qualité possible. Pour garantir que c’était le cas, les chercheurs ont veillé à ce que tous les processus cliniques et pathologiques soient étroitement alignés et soutenus par une infrastructure sophistiquée.

«Ces données soutiennent la notion selon laquelle SRAS-CoV-2 est capable d’utiliser la muqueuse olfactive comme porte d’entrée dans le cerveau », explique le professeur Heppner. Ceci est également soutenu par la proximité anatomique étroite des cellules muqueuses, des vaisseaux sanguins et des cellules nerveuses de la région. «Une fois à l’intérieur de la muqueuse olfactive, le virus semble utiliser des connexions neuroanatomiques, comme le nerf olfactif, pour atteindre le cerveau», ajoute le neuropathologiste. «Il est important de souligner, cependant, que le COVID-19[feminine les patients impliqués dans cette étude avaient ce que l’on définirait comme une maladie grave, appartenant à ce petit groupe de patients chez qui la maladie s’avère mortelle. Il n’est donc pas nécessairement possible de transférer les résultats de notre étude aux cas de maladie légère ou modérée.

La manière dont le virus se déplace des cellules nerveuses reste à être complètement élucidée. «Nos données suggèrent que le virus se déplace d’une cellule nerveuse à une cellule nerveuse pour atteindre le cerveau», explique le Dr Radbruch. Elle ajoute: «Il est probable, cependant, que le virus soit également transporté via les vaisseaux sanguins, car des preuves du virus ont également été trouvées dans les parois des vaisseaux sanguins du cerveau.» SRAS-CoV-2 est loin d’être le seul virus capable d’atteindre le cerveau par certaines voies. «D’autres exemples incluent le virus de l’herpès simplex et le virus de la rage», explique le Dr Radbruch.

Les chercheurs ont également étudié la manière dont le système immunitaire répond à l’infection par SRAS-CoV-2. En plus de trouver des preuves de cellules immunitaires activées dans le cerveau et dans la muqueuse olfactive, ils ont détecté les signatures immunitaires de ces cellules dans le liquide cérébral. Dans certains des cas étudiés, les chercheurs ont également découvert des lésions tissulaires causées par un accident vasculaire cérébral à la suite d’une thromboembolie (c’est-à-dire l’obstruction d’un vaisseau sanguin par un caillot sanguin). «A nos yeux, la présence de SRAS-CoV-2 dans les cellules nerveuses de la muqueuse olfactive fournit une bonne explication des symptômes neurologiques trouvés dans COVID-19[feminine patients, comme une perte de l’odorat ou du goût », explique le professeur Heppner. «Nous avons également trouvé SRAS-CoV-2 dans les zones du cerveau qui contrôlent les fonctions vitales, telles que la respiration. Il ne peut être exclu que, chez les patients atteints de COVID-19[feminine, la présence du virus dans ces zones du cerveau aura un impact exacerbant sur la fonction respiratoire, s’ajoutant aux problèmes respiratoires dus à SRAS-CoV-2 infection des poumons. Des problèmes similaires peuvent survenir en relation avec la fonction cardiovasculaire. »

Référence: «L’invasion olfactive transmuqueuse du SRAS-CoV-2 comme port d’entrée du système nerveux central chez les personnes atteintes de COVID-19» par Jenny Meinhardt, Josefine Radke, Carsten Dittmayer, Jonas Franz, Carolina Thomas, Ronja Mothes, Michael Laue, Julia Schneider , Sebastian Brünink, Selina Greuel, Malte Lehmann, Olga Hassan, Tom Aschman, Elisa Schumann, Robert Lorenz Chua, Christian Conrad, Roland Eils, Werner Stenzel, Marc Windgassen, Larissa Rößler, Hans-Hilmar Goebel, Hans R. Gelderblom, Hubert Martin , Andreas Nitsche, Walter J. Schulz-Schaeffer, Samy Hakroush, Martin S. Winkler, Björn Tampe, Franziska Scheibe, Péter Körtvélyessy, Dirk Reinhold, Britta Siegmund, Anja A. Kühl, Sefer Elezkurtaj, David Horst, Lars Oesterhelweg, Michaelweg , Barbara Ingold-Heppner, Christine Stadelmann, Christian Drosten, Victor Max Corman, Helena Radbruch et Frank L.Heppner, 30 novembre 2020, Neuroscience de la nature.
DOI: 10.1038 / s41593-020-00758-5