Résumé
Après le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS - CoV) et le coronavirus du syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS - CoV), un autre coronavirus hautement pathogène appelé SARS - CoV - 2 (anciennement connu sous le nom de 2019 - nCoV) est apparu en décembre 2019 à Wuhan, en Chine, et se propage rapidement à travers le monde.
Ce virus partage une séquence hautement homologue avec le SRAS-CoV et provoque la pneumonie aiguë à coronavirus 2019 (COVID-19) hautement mortelle, avec des symptômes cliniques similaires à ceux signalés pour le SRAS-CoV et le MERS-CoV.
Le symptôme le plus caractéristique des patients atteints du COVID-19 est la détresse respiratoire , et la plupart des patients admis en soins intensifs étaient incapables de respirer spontanément. De plus, certains patients atteints du COVID-19 présentaient également des signes neurologiques , tels que des maux de tête, des nausées et des vomissements.
De plus en plus de preuves montrent que les coronavirus ne se limitent pas toujours aux voies respiratoires et peuvent également envahir le système nerveux central, provoquant des maladies neurologiques.
Une infection par le SRAS-CoV a été rapportée dans le cerveau de patients et d’animaux de laboratoire, où le tronc cérébral était fortement infecté. En outre, il a été démontré que certains coronavirus peuvent se propager par une voie reliée à la synapse jusqu’au centre cardiorespiratoire médullaire à partir des mécanorécepteurs et des chimiorécepteurs des poumons et des voies respiratoires inférieures.
Compte tenu de la grande similarité entre le SRAS-CoV et le SRAS-CoV2, il reste à clarifier si l’éventuelle invasion du SRAS-CoV2 est en partie responsable de l’insuffisance respiratoire aiguë des patients atteints de COVID-19. La connaissance de ceci peut avoir une importance directrice pour la prévention et le traitement de l’insuffisance respiratoire induite par le SRAS-CoV-2.
Points forts
|
Les coronavirus (CoV), qui sont des virus à ARN de sens positif, non segmentés et à grande enveloppe, provoquent généralement des maladies entériques et respiratoires chez les animaux et les humains. La plupart des CoV humains, tels que hCoV - 229E, OC43, NL63 et HKU1, provoquent des maladies respiratoires bénignes, mais la propagation mondiale de deux CoV jusqu’alors méconnus, le CoV du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS - CoV) et l’infection des voies respiratoires par le SRAS-CoV au Moyen-Orient ( MERS - CoV) ont attiré l’attention du monde entier sur le potentiel mortel des CoV humains.
Alors que le MERS-CoV n’est toujours pas éliminé du monde, un autre CoV hautement pathogène, actuellement appelé SARS-CoV-2 (anciennement connu sous le nom de 2019-nCoV), est apparu en décembre 2019 à Wuhan, en Chine. Ce nouveau CoV a provoqué une épidémie nationale de pneumonie grave (maladie à coronavirus 2019 [COVID - 19]) en Chine et se propage rapidement dans le monde entier.
L’analyse génomique montre que le SRAS-CoV-2 appartient au même clade du bêta-coronavirus (βCoV) que le MERS-CoV et le SRAS-CoV, et partage une séquence hautement homologue avec le SRAS-CoV. Les preuves publiques montrent que le COVID-19 partage une pathogenèse similaire avec la pneumonie induite par le SRAS-CoV ou le MERS-CoV. De plus, il a été identifié que l’entrée du SRAS-CoV-2 dans les cellules hôtes humaines utilise le même récepteur que le SRAS-CoV.
La plupart des CoV partagent une structure virale et une voie d’infection similaires, et par conséquent les mécanismes d’infection précédemment découverts pour d’autres CoV peuvent également s’appliquer au SRAS-CoV-2.
De plus en plus de preuves montrent que le neurotropisme est une caractéristique commune des CoV.
Par conséquent, il est urgent de clarifier si le SRAS-CoV-2 peut accéder au système nerveux central (SNC) et induire des lésions neuronales. à une détresse respiratoire aiguë.
Caractéristiques cliniques
Le SRAS-CoV-2 provoque une pneumonie aiguë et hautement mortelle avec des symptômes cliniques similaires à ceux rapportés pour le SRAS-CoV et le MERS-CoV.2. L’examen d’imagerie a révélé que la plupart des patients présentant de la fièvre, une toux sèche et une dyspnée présentaient des opacités bilatérales en verre dépoli sur les tomodensitogrammes thoraciques.
Cependant, contrairement aux patients infectés par le SRAS-CoV, les patients infectés par le SRAS-CoV-2 présentaient rarement des signes et symptômes importants des voies respiratoires supérieures, ce qui indique que les cellules cibles du SRAS-CoV-2 peuvent être situées dans la partie inférieure des voies respiratoires .
Selon des preuves de première main provenant des hôpitaux locaux de Wuhan, les symptômes courants du COVID-19 étaient la fièvre (83 % à 99 %) et la toux sèche (59,4 % à 82 %) au début de la maladie. Cependant, le symptôme le plus caractéristique des patients est la détresse respiratoire (~55 %).
Parmi les patients souffrant de dyspnée, plus de la moitié ont nécessité des soins intensifs . Environ 46 à 65 % des patients en soins intensifs se sont aggravés en peu de temps et sont décédés des suites d’une insuffisance respiratoire. Parmi les 36 cas de soins intensifs rapportés par Wang et al. 1 % ont reçu une oxygénothérapie à haut débit, 41,7 % ont reçu une ventilation non invasive et 47,2 % ont reçu une ventilation invasive. Ces données suggèrent que la majorité (environ 89 % ) des patients nécessitant des soins intensifs étaient incapables de respirer spontanément.
On sait désormais que les CoV ne se limitent pas toujours aux voies respiratoires et peuvent également provoquer des maladies neurologiques induisant le SNC.
Concernant la forte similarité entre le SRAS-CoV et le SRAS-CoV2, il reste à savoir si la potentielle neuroinvasion du SRAS-CoV-2 joue un rôle dans l’insuffisance respiratoire aiguë des patients atteints de COVID-19.
Le potentiel neuroinvasif du SRAS-CoV2
On pense que la distribution tissulaire des récepteurs de l’hôte correspond généralement aux tropismes des virus. L’entrée du SRAS-CoV dans les cellules hôtes humaines est principalement médiée par le récepteur cellulaire de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2), qui est exprimé dans les épithéliums des voies respiratoires humaines, le parenchyme pulmonaire, l’endothélie vasculaire, les cellules rénales et les cellules de l’intestin grêle.
Contrairement au SRAS-CoV, le MERS-CoV pénètre dans les cellules hôtes humaines principalement par l’intermédiaire de la dipeptidyl peptidase 4 (DPP4), présente dans les cellules des voies respiratoires inférieures, des reins, de l’intestin grêle, du foie et du système immunitaire. .
Cependant, la présence d’ACE2 ou de DPP4 seule ne suffit pas à rendre les cellules hôtes sensibles à l’infection. Par exemple, certaines cellules endothéliales exprimant ACE2 et lignées cellulaires intestinales humaines ne pourraient pas être infectées par le SRAS-CoV, tandis que certaines cellules sans niveau d’expression détectable d’ACE2, comme les hépatocytes , pourraient également être infectées par le SRAS-CoV.
De même, une infection par le SRAS-CoV ou le MERS-CoV a également été rapportée dans le SNC, où le niveau d’expression de l’ACE230 ou du DDP430 est très faible dans des conditions normales.
Début 2002 et 2003, des études sur des échantillons provenant de patients atteints du SRAS ont montré la présence de particules du SRAS-CoV dans le cerveau , où elles étaient localisées presque exclusivement dans les neurones. -CoV34 ou MERS-COV, lorsqu’il est administré par voie intranasale, pourrait pénétrer dans le cerveau, éventuellement par les nerfs olfactifs , puis se propager rapidement à certaines zones spécifiques du cerveau, comme le thalamus et le tronc cérébral.
Il convient de noter que chez les souris infectées par un inoculum à faible dose, les particules du virus MERS-CoV ont été détectées uniquement dans le cerveau, mais pas dans les poumons, ce qui indique que l’infection du SNC était plus importante pour la mortalité élevée observée. chez les souris infectées. Parmi les zones cérébrales impliquées, il a été démontré que le tronc cérébral est fortement infecté par le SRAS-CoV34, 35 ou le MERS-CoV.13
La voie exacte par laquelle le SRAS-CoV ou le MERS-COV pénètre dans le SNC n’est pas encore connue. Cependant, la voie hématogène ou lymphatique semble impossible, surtout au stade précoce de l’infection, puisque presque aucune particule virale n’a été détectée dans les cellules non neuronales des zones cérébrales infectées.
D’un autre côté, de plus en plus de preuves montrent que les CoV peuvent d’abord envahir les terminaisons nerveuses périphériques , puis accéder au SNC par une voie connectée à la synapse. Le transfert transsynaptique a été bien documenté pour d’autres CoV et virus de la bronchite aviaire.
HEV 67N est le premier CoV à envahir le cerveau porcin et partage plus de 91 % d’homologie avec HCoV-OC43. Le VHE infecte d’abord par voie orale la muqueuse nasale, les amygdales, les poumons et l’intestin grêle des porcelets allaités, puis est transmis de manière rétrograde via les nerfs périphériques aux neurones médullaires responsables de la fonction péristaltique du tube digestif, ce qui entraîne ce que l’on appelle des vomissements . Le transfert du HEV 67N entre les neurones a été démontré par nos précédentes études ultrastructurales pour utiliser la voie endocytotique/exocytotique médiée par le revêtement de clathrine.
De même, un transfert trans-synaptique a été signalé pour le virus de la bronchite aviaire. Il a été signalé que l’inoculation intranasale du virus de la grippe aviaire à des souris provoquait une infection neurale en plus d’une bronchite ou d’une pneumonie.
Il est intéressant de noter que des antigènes viraux ont été détectés dans le tronc cérébral, où les régions infectées comprenaient le noyau tractus solitaire et le noyau ambigu. Le noyau du tractus solitarius reçoit des informations sensorielles des mécanorécepteurs et des chimiorécepteurs des voies pulmonaires et respiratoires, tandis que les fibres efférentes du noyau ambigu et du noyau du tractus solitarius assurent l’innervation des muscles lisses, des glandes et des vaisseaux sanguins des voies respiratoires. . De telles interconnexions neuroanatomiques indiquent que la mort d’animaux ou de patients infectés pourrait être due à un dysfonctionnement du centre cardiorespiratoire du tronc cérébral.
Dans l’ensemble, la propension neuroinvasive a été démontrée comme une caractéristique commune des CoV. À la lumière de la grande similitude entre le SRAS-CoV et le SRAS-CoV2, il est fort probable que le SRAS-CoV-2 possède également un potentiel similaire.
Selon une enquête épidémiologique sur le COVID-19, le délai médian entre le premier symptôme et la dyspnée était de 5,0 jours, jusqu’à l’admission à l’hôpital de 7,0 jours et celui des soins intensifs de 8,0 jours. Par conséquent, la période de latence peut être suffisante pour que les virus pénètrent et détruisent les neurones spinaux. En fait, les études précédentes mentionnées ci-dessus ont rapporté que certains patients infectés par le SRAS-CoV-2 présentaient des signes neurologiques tels que des maux de tête (environ 8 %), des nausées et des vomissements (1 %).
Plus récemment, une étude portant sur 214 patients atteints de COVID-19 par Mao et al. a en outre constaté qu’environ 88 % (78/88) parmi les patients gravement malades présentaient des manifestations neurologiques , notamment des maladies cérébrovasculaires aiguës et des troubles de la conscience.
Par conséquent, la conscience de la neuroinvasion potentielle peut avoir une importance capitale pour la prévention et le traitement de l’insuffisance respiratoire induite par le SRAS-CoV-2.
