La pandémie récente de Coronavirus SARS-CoV-2 a conduit les neuroscientifiques à se demander quelles conséquences le virus pouvait avoir sur le fonctionnement des neurones du cerveau humain. Les observations actuelles semblent montrer que les patients contaminés ne présentent pas de troubles graves, en dehors de comportements tels que l’anxiété qui ne sont pas liés directement à l’activité des neurones cérébraux. Cependant une recherche conduite par Vincent Prévot, responsable du laboratoire Inserm “Développement et plasticité du cerveau neuroendocrine”, http://www.dn2m.fr/index.php?option=com_content&view=article&id=10&Itemid=18&lang=fr qui est composante d’un réseau de recherche européen (ERC) spécialisé dans l’étude du contrôle du métabolisme par le cerveau a commencé à élucider la façon dont le virus du Covid-19 s’introduit dans cet organe.

En 2020, l’hypothèse que le virus puisse causer des dommages au cerveau n’était pas la plus courante. Peu de gens imaginaient que le virus était capable de passer dans le sang et, donc, potentiellement, dans le liquide céphalo-rachidien, qui baigne le cerveau. Ceci d’autant plus

que le cerveau est protégé par la barrière hémato-encéphalique, une barrière physique et métabolique qui l’isole en empêchant notamment le contact direct des cellules cérébrales avec le sang. Ceci limite les risques qu’un microbe qui y serait présent n’atteignent le cerveau.

Pourtant, plusieurs observations ont amenés à considérer comme probable l’infection du cerveau par le SARS-CoV-2.

Tout d’abord, les premières données collectées indiquaient que les patients qui développaient les formes les plus graves de Covid-19 étaient majoritairement des hommes, et qu’ils étaient souvent atteints d’obésité et de diabète. Or, on sait que le cerveau contrôle en partie divers mécanismes physiologiques dont la régulation de la température du corps, du sommeil, de la prise de nourriture, de l’équilibre en eau, des rythmes circadiens, la reproduction…), et elle est aussi impliqué dans l’obésité et le diabète.

Il a donc semblé intéressant d’aller vérifier ce qui se passait à ce niveau en cas d’infection par le SARS-CoV-2. Et ce d’autant plus qu’à certains endroits de l’hypothalamus la barrière hématoencéphalique s’interrompt, pour laisser passer librement dans le sang les neurohormones produites par le cerveau. On peut donc imaginer que le virus puisse lui aussi passer par là…

Une autre structure cérébrale a également très vite attiré l’ attention : le bulbe olfactif, qui traite les informations liées aux odeurs. En effet, il est apparu très tôt durant la pandémie que la perte de la capacité à percevoir les odeurs (anosmie) était un symptôme caractéristique du Covid-19. C’est parce que durant l’infection, le coronavirus SARS-CoV-2 attaque la muqueuse de la cavité nasale dite épithélium olfactif, la muqueuse de la cavité nasale qui détecte les molécules odorantes.

Or, cet épithélium est directement connecté au bulbe olfactif, situé dans le cerveau. Là encore, se trouve une porte d’entrée possible pour le virus.

Par ailleurs les partenaires allemands ont étudié ce qui se passait chez des souris qui avaient été modifiées génétiquement pour produire, au niveau des cellules qui tapissent l’intérieur des vaisseaux sanguins cérébraux (cellules « endothéliales »), une enzyme virale indispensable au cycle de vie du SARS-CoV-2, la protéine Mpro.

Leurs travaux ont montré que Mpro s’attaque à une protéine produite par les cellules endothéliale, la protéine Nemo. Or, la destruction de Nemo désactive une voie métabolique indispensable à la survie de ces cellules. Résultat : elles meurent progressivement, ce qui endommage les vaisseaux sanguins, dont ne subsiste au final que le « squelette ».

La barrière hémato-encéphalique est ainsi rompue, et le sang, qui normalement n’accède jamais directement au cerveau, commence à fuir par ces vaisseaux « fantômes », créant des hémorragies microscopiques. Une fois que les vaisseaux sont complètement morts, le sang n’y circule plus. Certaines zones du cerveau ne sont alors plus irriguées correctement.

Ce type de vaisseaux fantômes a aussi été retrouvé dans le cerveau de souris infectées par voie nasale par le coronavirus SARS-CoV-2.

On trouvera ci-dessous un article de Nature Neuroscience en date du 24/11/2021 relatant ces recherches

Nature Neurosciences 24/11/2021
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34675436/

The SARS-CoV-2 main protease M pro causes microvascular brain pathology by cleaving NEMO in brain endothelial cells

Abstract

Coronavirus disease 2019 (COVID-19) can damage cerebral small vessels and cause neurological symptoms. Here we describe structural changes in cerebral small vessels of patients with COVID-19 and elucidate potential mechanisms underlying the vascular pathology. In brains of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2)-infected individuals and animal models, we found an increased number of empty basement membrane tubes, so-called string vessels representing remnants of lost capillaries. We obtained evidence that brain endothelial cells are infected and that the main protease of SARS-CoV-2 (Mpro) cleaves NEMO, the essential modulator of nuclear factor-κB. By ablating NEMO, Mpro induces the death of human brain endothelial cells and the occurrence of string vessels in mice. Deletion of receptor-interacting protein kinase (RIPK) 3, a mediator of regulated cell death, blocks the vessel rarefaction and disruption of the blood-brain barrier due to NEMO ablation. Importantly, a pharmacological inhibitor of RIPK signaling prevented the Mpro-induced microvascular pathology. Our data suggest RIPK as a potential therapeutic target to treat the neuropathology of COVID-19.