La réponse immunitaire déclenchée par le COVID-19 endommage les vaisseaux sanguins du cerveau et provoque des complications neurologiques

Une étude des National Institutes of Health décrit la réponse immunitaire déclenchée par l’infection au COVID-19 qui endommage les vaisseaux sanguins du cerveau et peut provoquer des symptômes neurologiques à court et à long terme. Dans une étude publiée dans CerveauDes chercheurs de l’Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux (NINDS) ont examiné les changements cérébraux chez neuf personnes décédées subitement après avoir contracté le virus.

Les scientifiques ont trouvé des preuves que les anticorps, des protéines produites par le système immunitaire en réponse aux virus et autres envahisseurs, sont impliqués dans une attaque contre les cellules tapissant les vaisseaux sanguins du cerveau, entraînant une inflammation et des dommages. Conformément à une étude antérieure du groupe, le SRAS-CoV-2 n’a pas été détecté dans le cerveau des patients, ce qui suggère que le virus n’infectait pas directement le cerveau.

Comprendre comment le SRAS-CoV-2 peut déclencher des lésions cérébrales peut aider à éclairer le développement de thérapies pour les patients COVID-19 qui présentent des symptômes neurologiques persistants.

Les patients développent souvent des complications neurologiques avec le COVID-19, mais le processus physiopathologique sous-jacent n’est pas bien compris. Nous avions précédemment montré des dommages et une inflammation des vaisseaux sanguins dans le cerveau des patients lors de l’autopsie, mais nous ne comprenions pas la cause des dommages. Je crois que dans ce document, nous avons obtenu des informations importantes sur la cascade d’événements. »

Avindra Nath, MD, directeur clinique du NINDS et auteur principal de l’étude

Le Dr Nath et son équipe ont découvert que les anticorps produits en réponse au COVID-19 peuvent cibler par erreur des cellules cruciales pour la barrière hémato-encéphalique. Les cellules endothéliales serrées aident à former la barrière hémato-encéphalique, qui empêche les substances nocives d’atteindre le cerveau et permet aux substances nécessaires de passer à travers. Les dommages aux cellules endothéliales dans les vaisseaux sanguins du cerveau peuvent provoquer une fuite de protéines du sang. Cela provoque des saignements et des caillots chez certains patients COVID-19 et peut augmenter le risque d’accident vasculaire cérébral.

Pour la première fois, les chercheurs ont observé des dépôts de complexes immuns, des molécules formées lorsque des anticorps se lient à des antigènes (substances étrangères), à la surface des cellules endothéliales dans le cerveau des patients COVID-19. Ces complexes immuns peuvent endommager les tissus en déclenchant une inflammation.

L’étude s’appuie sur leurs recherches précédentes, qui ont trouvé des preuves de lésions cérébrales causées par l’amincissement et la fuite des vaisseaux sanguins. Ils soupçonnaient que les dommages pourraient être dus à la réponse inflammatoire naturelle du corps au virus.

Pour explorer davantage cette réponse immunitaire, le Dr Nath et son équipe ont examiné les tissus cérébraux d’un sous-ensemble de patients dans l’étude précédente. Les neuf personnes, âgées de 24 à 73 ans, ont été choisies parce qu’elles présentaient des signes de lésions des vaisseaux sanguins dans le cerveau sur la base de scintigraphies cérébrales structurelles. Les échantillons ont été comparés à ceux de 10 témoins. L’équipe a analysé la neuroinflammation et les réponses immunitaires à l’aide de l’immunohistochimie, une technique qui utilise des anticorps pour identifier des protéines marqueurs spécifiques dans les tissus.

Comme dans leur étude précédente, les chercheurs ont trouvé des signes de vaisseaux sanguins qui fuient, basés sur la présence de protéines sanguines qui ne traversent normalement pas la barrière hémato-encéphalique. Cela suggère que les jonctions étroites entre les cellules endothéliales de la barrière hémato-encéphalique sont endommagées.

Le Dr Nath et ses collègues ont trouvé des preuves que les dommages aux cellules endothéliales étaient probablement dus à une réponse immunitaire ; découvert des dépôts de complexes immuns à la surface des cellules.

Ces observations suggèrent une attaque médiée par les anticorps qui active les cellules endothéliales. Lorsque les cellules endothéliales sont activées, elles expriment des protéines appelées molécules d’adhésion qui font adhérer les plaquettes. Des niveaux élevés de molécules d’adhésion ont été trouvés sur les cellules endothéliales des échantillons de tissu cérébral.

« L’activation des cellules endothéliales génère des plaquettes qui adhèrent aux parois des vaisseaux sanguins, provoquant la formation et la fuite de caillots. En même temps, les jonctions étroites entre les cellules endothéliales sont perturbées, provoquant des fuites », a-t-il expliqué. « Une fois qu’une fuite se produit, les cellules immunitaires telles que les macrophages peuvent réparer les dommages et provoquer une inflammation. Ceci, à son tour, endommage les neurones. »

Les chercheurs ont découvert que dans les zones où les cellules endothéliales étaient endommagées, plus de 300 gènes présentaient une diminution de l’expression, tandis que six gènes augmentaient. Ces gènes étaient associés au stress oxydatif, aux dommages à l’ADN et à la dérégulation métabolique. Cela peut fournir des indices sur la base moléculaire des symptômes neurologiques liés au COVID-19 et offrir des cibles thérapeutiques potentielles.

Ensemble, ces résultats donnent un aperçu de la réponse immunitaire qui endommage le cerveau après une infection au COVID-19. Mais on ne sait pas quel antigène cible la réponse immunitaire, car le virus lui-même n’a pas été détecté dans le cerveau. Il est possible que des anticorps dirigés contre la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 se lient au récepteur ACE2 utilisé par le virus pour pénétrer dans les cellules. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour explorer cette hypothèse.

L’étude peut également avoir des implications pour comprendre et traiter les symptômes neurologiques à long terme après COVID-19, y compris les maux de tête, la fatigue, la perte de goût et d’odorat, les problèmes de sommeil et le « brouillard cérébral ». Si les patients de l’étude avaient survécu, les chercheurs pensent qu’ils auraient probablement développé Long COVID.

« Il est tout à fait possible que cette même réponse immunitaire persiste chez les patients atteints de longue durée de COVID et entraîne des lésions neuronales », a déclaré le Dr Nath. « Il pourrait y avoir une réponse immunitaire un peu lente, ce qui signifie que les thérapies immunomodulatrices pourraient aider ces patients. Ces découvertes ont donc des implications thérapeutiques très importantes. »

Les résultats suggèrent que les traitements conçus pour prévenir le développement des complexes immuns observés dans l’étude pourraient être des thérapies potentielles pour les symptômes neurologiques post-COVID.