Le coronavirus cible principalement les poumons, ainsi que les reins, le foie et les vaisseaux sanguins. Cependant, environ la moitié des patients rapportent des symptômes neurologiques qui révèlent que le virus peut également attaquer le cerveau.
Une nouvelle étude fournit la première preuve claire que le virus envahit les cellules cérébrales de certaines personnes, pour se reproduire. Le virus semble également absorber tout l'oxygène à proximité, affamant les cellules voisines à mort.
On ne sait pas comment le virus atteint le cerveau ou à quelle fréquence il déclenche cette voie de destruction. Il est possible que les lésions cérébrales soient rares, mais certaines personnes peuvent y être sensibles, en raison de leur patrimoine génétique, de leur charge virale élevée ou pour d'autres raisons.
«Si le cerveau est infecté, cela pourrait avoir des conséquences fatales», a déclaré Akiko Iwasaki, un immunologiste à l'Université de Yale qui a dirigé les travaux.
L'étude a été publiée en ligne mercredi et n'a pas été examinée par des experts pour diffusion publique. Mais plusieurs chercheurs ont dit qu'elle était prudente, car cela montrait de multiples façons que le virus pouvait infecter les cellules cérébrales.
Les scientifiques ont dû s'appuyer sur l'imagerie du cerveau et des symptômes du patient, pour en déduire les effets sur le cerveau, mais "nous n'avons pas vraiment vu beaucoup de preuves que le virus pouvait infecter le cerveau, même si nous savions que c'était une possibilité", a déclaré le Dr Michael Zandi, neurologue consultant. Hôpital national de neurologie et de chirurgie en Grande-Bretagne.
Le Dr Zandi et ses collègues ont publié des recherches en juillet, montrant que certains patients atteints de "Covid-19", la maladie causée par le coronavirus, développent de graves complications neurologiques, y compris des lésions nerveuses.
Dans la nouvelle étude, le Dr Iwasaki et ses collègues ont documenté l'infection cérébrale de trois manières: dans le tissu cérébral d'une personne décédée de "Covid-19", dans un modèle de souris et dans des organoïdes - des groupes de cellules cérébrales dans une boîte de laboratoire, destinés à simuler une structure tridimensionnelle du cerveau.
D'autres agents pathogènes - y compris le virus Zika - sont connus pour infecter les cellules cérébrales. Les cellules immunitaires submergent alors les sites endommagés, essayant de nettoyer le cerveau en détruisant les cellules affectées.
Le coronavirus est plus secret: il exploite le mécanisme des cellules cérébrales pour se reproduire, mais ne les détruit pas. Au lieu de cela, il empêche l'oxygène d'atteindre les cellules voisines, les faisant flétrir et mourir.
Les chercheurs n'ont trouvé aucune preuve d'une réponse immunitaire pour traiter ce problème. "C'est une sorte d'infection silencieuse. Ce virus a de nombreux mécanismes de contournement", a déclaré Iwasaki.
Alison Motory, neuroscientifique à l'Université de Californie à San Diego, qui a également étudié le virus Zika, a expliqué que ces résultats sont cohérents avec d'autres observations sur des organites infectés par le coronavirus.
Le coronavirus semble réduire rapidement le nombre de synapses, les connexions entre les cellules nerveuses. "Quelques jours après la blessure, nous constatons déjà une réduction significative du nombre de synapses. Nous ne savons pas encore si cela est réversible ou non", a déclaré Motory.
Le virus infecte la cellule via une protéine à sa surface, appelée ACE2. Cette protéine apparaît dans tout le corps, en particulier dans les poumons, expliquant pourquoi elle est une cible favorite du virus.
Des études antérieures ont suggéré, sur la base des niveaux de protéines, que le cerveau a très peu d'ACE2 et qu'il est susceptible de survivre. Mais Iwasaki et ses collègues ont examiné de près et ont découvert que le virus pouvait en fait pénétrer dans les cellules cérébrales en utilisant cette entrée.
"Il est très clair qu'il est exprimé dans les cellules nerveuses et qu'il est nécessaire pour l'entrée", a déclaré Iwasaki. Ensuite, son équipe a étudié deux groupes de souris - l'un avec le récepteur ACE2 exprimé uniquement dans le cerveau, et l'autre avec le récepteur uniquement dans les poumons. Lorsque les chercheurs ont introduit le virus chez ces souris, les rongeurs infectés par le cerveau ont rapidement perdu du poids et sont morts en six jours. Les souris pulmonaires ne l'ont pas fait.
Elle a ajouté que malgré les avertissements associés aux études sur les rats, les résultats indiquent toujours qu'une infection virale dans le cerveau peut être plus mortelle qu'une infection respiratoire.
Le virus peut atteindre le cerveau via le bulbe olfactif - qui régule l'odorat - par les yeux ou même par la circulation sanguine. Le chemin emprunté par l'agent pathogène, et s'il le fait ou non si souvent, n'est pas clair, suffisamment pour expliquer les symptômes des personnes.
Les chercheurs devront analyser plusieurs échantillons d'autopsie pour estimer l'étendue de l'infection cérébrale et si elle est présente chez les personnes atteintes d'une maladie plus bénigne, dont beaucoup présentent une gamme de symptômes neurologiques.
Le Dr Robert Stevens, neurologue à l'Université Johns Hopkins, a déclaré qu'entre 40 à 60% des patients du «Covid-19» à l'hôpital souffrent de symptômes neurologiques et psychologiques. Mais les symptômes peuvent ne pas tous provenir du virus envahissant les cellules cérébrales. Cela peut être le résultat d'une inflammation répandue dans tout le corps.
Par exemple, l'inflammation des poumons peut libérer des particules qui rendent le sang collant et provoquent l'obstruction des vaisseaux sanguins, entraînant des accidents vasculaires cérébraux.
Stevens a ajouté que chez certaines personnes, cela peut être un manque d'oxygène dans le sang des cellules cérébrales affectées qui conduit à des accidents vasculaires cérébraux.
Les symptômes cognitifs, tels que le brouillard cérébral et le délire, peuvent être difficiles à reconnaître chez les patients sous sédation et sous respirateurs. Stevens a déclaré que les médecins devraient prévoir de réduire les sédatifs une fois par jour, si possible, afin d'évaluer les patients «Covid-19».
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