Cette recherche d’une équipe de neurologues de l’Université de Californie – Los Angeles (UCLA) marque une étape vers la compréhension des raisons pour lesquelles le COVID-19 augmente le risque d'accident vasculaire cérébral (AVC). En utilisant des vaisseaux sanguins imprimés en 3D, les scientifiques parviennent à préciser les liens possibles entre le coronavirus et l'AVC. Leurs travaux, présentés dans la revue Stroke de l‘American Heart Association, non seulement décryptent le processus par lequel l'athérosclérose intracrânienne favorise la liaison du virus aux cellules endothéliales mais identifient un ensemble de gènes immunitaires, biomarqueur de ce risque plus élevé d'AVC.
On se souvient que, dans un premier temps, ce sont les symptômes respiratoires sévères qui ont le plus retenu l’attention parmi les effets de la maladie COVID-19. Cependant, par la suite de nombreuses équipes se sont intéressées aux effets vasculaires et neurologiques de la maladie*, mettant ainsi en lumière les complications cérébrales possibles de la maladie. Parmi ces effets, a été notée l’incidence particulière des AVC, notamment chez des jeunes patients exempts de facteurs de risque connus. Cependant, à ce jour, on ignore encore comment le virus augmente le risque d’AVC.
Reproduire l’athérosclérose intracrânienne pour comprendre le processus sous-jacent
Pour réaliser cette étude, les scientifiques californiens font passer un fluide enrichi d'une protéine de type COVID-19 à travers un modèle imprimé en 3D des artères d'un patient qui venait de subir un AVC- afin de reproduire au mieux les forces générées par le sang poussant à travers une artère anormalement rétrécie, une condition appelée athérosclérose intracrânienne. Ils montrent ainsi que lorsque ces forces agissent sur les cellules tapissant l'artère, elles augmentent la production d'une molécule appelée enzyme de conversion de l'angiotensine 2, ou ACE2, que le coronavirus utilise pour pénétrer dans les cellules à la surface des vaisseaux sanguins.
Le flux sanguin influence directement l'expression de l'ACE2 : le Dr Jason Hinman, professeur de neurologie à la David Geffen School of Medicine de l'UCLA et auteur principal de l'étude explique que pour confirmer que le coronavirus « flottant » dans la circulation sanguine pouvait s'accrocher à l'ACE2 sur les cellules endothéliales du cerveau, l’équipe a développé des «virus modèles » constitués de molécules grasses garnies des protéines de pointe que le coronavirus utilise pour se lier à l'ACE2. Les chercheurs ont ensuite confirmé que les particules interagissent effectivement avec les cellules tapissant le vaisseau sanguin, principalement dans les régions du cerveau avec des niveaux plus élevés d'ACE2.
« C’est une première explication de l'augmentation de l'incidence des AVC observée avec COVID-19 ».
Identifier les patients COVID-19 les plus à risque d’AVC : lorsque les scientifiques regardent quels sont les gènes activés dans les cellules endothéliales après liaison des protéines de pointe ils constatent que ces gènes constituent un ensemble spécifique de gènes de la réponse immunitaire qui se trouvent dans les cellules des vaisseaux sanguins du cerveau, mais pas dans les cellules endothéliales d'autres organes du corps.
« Il existe une réponse endothéliale cérébrale unique au virus qui peut constituer un marqueur de ce risque élevé d’AVC chez les patients COVID-19 ».
Des études de suivi utilisant un coronavirus vivant dans le modèle de vaisseau sanguin imprimé en 3D doivent permettre de confirmer ces résultats.
Source: Stroke 9 Nov 2020 DOI : 10.1161/STROKEAHA.120.032764 Flow-Mediated Susceptibility and Molecular Response of Cerebral Endothelia to SARS-CoV-2 Infection
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