Long Covid: comment la perte de connexions entre les cellules nerveuses du cerveau peut expliquer un symptôme cognitif

Pour une partie des personnes qui contractent Covid, les symptômes persistent pendant des mois, voire des années après l’infection initiale. C’est ce qu’on appelle communément le “long Covid”.

Certaines personnes atteintes depuis longtemps de Covid se plaignent de « brouillard cérébral », qui comprend une grande variété de symptômes cognitifs affectant la mémoire, la concentration, le sommeil et la parole. On s’inquiète également de plus en plus des découvertes selon lesquelles les personnes qui ont eu Covid courent un risque accru de développer des troubles cérébraux, tels que la démence.

Les scientifiques s’efforcent de comprendre comment exactement une infection à Covid affecte le cerveau humain. Mais c’est difficile à étudier, car nous ne pouvons pas expérimenter sur le cerveau de personnes vivantes. Une solution consiste à créer des organoïdes, qui sont des organes miniatures issus de cellules souches.

Dans une étude récente, nous avons créé des organoïdes cérébraux un peu plus gros qu’une tête d’épingle et les avons infectés avec le SRAS-CoV-2, le virus qui cause le Covid-19. Dans ces organoïdes, nous avons constaté qu’un nombre excessif de synapses (les connexions entre les cellules cérébrales) étaient éliminées – plus que ce à quoi vous vous attendriez dans un cerveau normal.

Les synapses sont importantes car elles permettent aux neurones de communiquer entre eux. Pourtant, l’élimination d’un certain nombre de synapses inactives fait partie du fonctionnement normal du cerveau. Le cerveau se débarrasse essentiellement des anciennes connexions lorsqu’elles ne sont plus nécessaires et fait place à de nouvelles connexions, permettant un fonctionnement plus efficace.

L’une des fonctions cruciales des cellules immunitaires du cerveau, ou microglie, est d’élaguer ces synapses inactives. L’élimination exagérée des synapses que nous avons vue dans les modèles infectés par Covid pourrait expliquer pourquoi certaines personnes présentent des symptômes cognitifs dans le cadre d’un long Covid.

Parallèles avec les maladies neurodégénératives

Fait intéressant, on pense que ce processus d’élagage tourne mal dans plusieurs troubles affectant le cerveau. En particulier, l’élimination excessive des synapses a récemment été liée à des troubles neurodéveloppementaux tels que la schizophrénie, ainsi qu’à des troubles neurodégénératifs tels que la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson.

En séquençant l’ARN de cellules individuelles, nous avons pu étudier comment différents types de cellules dans l’organoïde ont répondu au virus. Nous avons constaté que le schéma des gènes activés et désactivés par la microglie dans nos organoïdes infectés par Covid imitait les changements observés dans les troubles neurodégénératifs.

Cela peut expliquer en partie le lien entre Covid et le risque de développer certains troubles neurologiques.

Une cible possible pour le traitement

Une limite de notre recherche est que nos modèles organoïdes ressemblent étroitement au cerveau fœtal ou précoce, plutôt qu’au cerveau adulte. Nous ne pouvons donc pas dire avec certitude si les changements que nous avons notés dans notre étude se refléteront nécessairement dans le cerveau adulte.

Cependant, certaines études post-mortem et d’imagerie rapportent une mort neuronale et une réduction de l’épaisseur de la matière grise chez les patients Covid, ce qui suggère des cas similaires de perte de synapse causée par une infection chez l’adulte.

Si cela s’avère être une piste de recherche fructueuse, nous pensons que nos résultats pourraient indiquer un mécanisme contribuant à la persistance des symptômes cognitifs après Covid et d’autres infections virales qui affectent le cerveau.

Le SRAS-CoV-2 est un virus à ARN et des processus similaires ont été observés chez des souris infectées par d’autres virus à ARN qui peuvent également provoquer des symptômes cognitifs résiduels, comme le virus du Nil occidental.

À partir de là, nous voulons étudier comment différents médicaments pourraient inhiber les changements observés dans les modèles infectés, ouvrant, espérons-le, la voie à des traitements efficaces.

Dans d’autres recherches, nous avons observé qu’un antibiotique appelé minocycline peut réduire le degré auquel la microglie prune les synapses dans un plat. Nous voulons donc voir si ce médicament peut aider dans nos modèles d’organoïdes cérébraux suite à une infection par le SRAS-CoV-2.

(Samudyata et Carl Sellgren, Institut Karolinska)