• Robert Vincent

Ce que les coronavirus font au système nerveux

Depuis le début de l'infection Covid-19, la médecine a continuellement découvert de nombreux éléments permettant de comprendre mieux les mécanismes pathogènes du coronavirus chez l'homme. Parmi les atteintes possibles, les maladies du système nerveux central et périphérique occupent une place importante. Les troubles de l'odorat (anosmie) dont on a beaucoup parlé ces dernières semaines et qui ont fait l'objet de plusieurs publications en sont un exemple.


Le Journal International de Médecine fait un point sur ce sujet dans son édition du 21 avril. Dans un souci didactique, afin de faciliter la compréhension de certains termes médicaux, l'équipe de Covidaily a pris la liberté d'illustrer cet article par des schémas explicatifs et d'ajouter, entre parenthèses et en italique, les définitions correspondantes.


De nombreuses infections virales induisent des atteintes neurologiques de type encéphalite, encéphalopathie toxique, lésions démyélinisantes aiguës tardives (Michalicovaet al., 2017, Wrightet al., 2008), infections des macrophages, de la microglie ou des astrocytes à fonction immunitaire dans le système nerveux central (SNC) (Al-Obaidiet al., 2018, Soung et Klein, 2018).


Le SARS-CoV-2, agent pathogène de l’actuelle pandémie est le septième CoV connu pouvant infecter les humains ; les six autres sont le HCoV-229E, le HCoV-OC43, le HCoV-NL63, le HCoV-HKU1, le SARS-CoV et le MERS-CoV (Cormanet al., 2019).



Dr Bernard-ALex Gaüzère, Journal International de Médecine (JLM), le 21 avril 2020





SARS-CoV


L’infection par le SARS-CoV qui a débuté en Asie et s'est répandue dans le monde entier en 2003 a induit des polyneuropathies (atteintes de plusieurs nerfs), encéphalites (L'encéphalite est une inflammation du cerveau). Les infections virales sont la cause la plus fréquente de la maladie) et AVC (accidents vasculaires cérébraux) ischémiques (mauvaise oxygénation d'une partie du cerveau; contrairement aux AVC hémorragiques qui sont liés à des ruptures de vaisseaux) (Tsaiet al., 2005).


Des études autopsiques ont mis en évidence un œdème cérébral et une vasodilatation méningée (augmentation de la taille (diamètre) des vaisseaux (vaso-) des méninges par dilatation) chez la plupart des patients décédés. En outre, ont été objectivés : une infiltration des monocytes et des lymphocytes (types de cellules sanguines) des parois vasculaires.

Monocyte (M), lymphocyte (L) et polynucléaires neutrophiles (N) entourés de globules rouges


Des lésions neuronales ischémiques (ischémie des neurones), des démyélinisations (disparition ou destruction de la gaine de myéline qui entoure et protège les fibres nerveuses. La myéline est indispensable à la conduction rapide de l’influx nerveux. Lorsqu’elle est détruite, l’influx n’est plus transmis et il en résulte des troubles neurologiques) ont été également décrites.


Schéma montrant (à droite) la destruction de la gaine de myéline entourant le nerf et provoquant des troubles du fonctionnement du nerf qui n'est plus protégé correctement



Les particules virales du SRAS-CoV et les séquences génomiques ont été détectées dans le cerveau (Guet al., 2005, Zhanget al., 2003).




MERS-CoV


Le MERS-CoV est connu pour être neuro-invasif.


Une étude rétrospective a montré que 25,7 % des patients atteints d’infection à MERS-CoV ont développé une démence et 8,6 % des crises d'épilepsie (Saadet al., 2014). Kimet al. ont rapporté que près d'un cinquième des patients présentaient des symptômes neurologiques en phase aiguë : troubles de la conscience, paralysie, AVC ischémique, syndrome de Guillain-Barré (Le syndrome de Guillain-Barré est une atteinte des nerfs périphériques. Il survient souvent après une infection et se caractérise par une faiblesse (transmission nerveuse plus lente), voire une paralysie progressive).


Les complications neurologiques ne s'accompagnaient pas de symptômes respiratoires, mais étaient retardées de 2 à 3 semaines (Kimet al., 2017).




SARS-CoV-2


En sus des symptômes systémiques et respiratoires, 36,4 % (78/214) des patients atteints de COVID-19 développent des symptômes neurologiques, notamment céphalées, troubles de la conscience et paresthésies (troubles de la perception des sensations tactiles, thermiques, vibratoires ou douloureuses). Les patients les plus graves seraient plus susceptibles de développer des symptômes neurologiques que les autres (Maoet al., 2020).


En outre, les données autopsiques ont révélé un œdème du tissu cérébral et une dégénérescence neuronale partielle (Xuet al., 2020). Le 4 mars 2020, l'hôpital Ditan de Pékin a signalé pour la première fois un cas d'encéphalite virale causée par un nouveau coronavirus (CoV) avec présence du CoV-2 dans le LCR authentifiée par séquençage du

génome (Xianget al., 2020).



Encéphalite virale, illustration 3D montrant le cerveau et la vue en gros plan des virus atteignant les neurones




Des stratégies diaboliques


1) Via un effet cytopathogène direct (atteinte directe avec dégénérescence des cellules)

Le matériel génétique et même les protéines de divers virus peuvent souvent être détectés dans des échantillons de tissus du système nerveux (liquide céphalo rachidien, encéphale) ce qui suggère une invasion directe (Koyuncu et al., 2013, Leber et al., 2016).


2) Via la voie hématogène (par voie sanguine)

Il existe de rares preuves que le CoV, en particulier le CoV-2 du SRAS, envahit le système nerveux par la voie hématogène (par le sang) (Koyuncuet al., 2013, Desforgeset al., 2019).


3) Via les terminaisons nerveuses

Les virus peuvent migrer en infectant les terminaisons nerveuses sensorielles ou motrices, en réalisant une migration neuronale rétrograde ou antérograde (ici le virus va migrer le long des neurones dans les deux directions, vers le haut ou vers le bas de celui-ci) à travers les protéines motrices, la dynéine et les kinésines (Swanson et McGavern, 2015).


Un exemple de voie neuronale est celle du transport neuronal olfactif (les neurones de l'odorat). L'organisation anatomique unique des nerfs olfactifs et du bulbe olfactif dans la cavité nasale et le cerveau antérieur trace un canal entre l'épithélium nasal et le système nerveux central (Koyuncuet al., 2013). En conséquence, le CoV peut pénétrer dans le cerveau par les voies olfactives aux premiers stades de l'infection nasale (Desforgeset al., 2019, Mori, 2015), puis diffuser au cerveau et au LCR par le nerf olfactif et le bulbe olfactif en 7 jours et provoquer une inflammation et une réaction de démyélinisation.



Coupe anatomique de profil montrant les nerfs olfactifs qui traversent la lame criblée de l'ethmoïde


4) Via l’hypoxémie (diminution de la quantité d'oxygène transportée dans le sang)

Dans le poumon le virus provoque une exsudation inflammatoire alvéolaire et interstitielle diffuse, un œdème et la formation de membranes, d’où une altération de l'échange gazeux alvéolaire, une hypoxémie (baisse d'oxygénation) du SNC (système nerveux central) et une augmentation du métabolisme anaérobie (absence d'utilisation d'oxygène par les cellumes) dans les mitochondries des cellules de l’encéphale (Les mitochondries sont des petits organes au sein des cellules dont la fonction principale est de fournir aux cellules l’énergie dont elles ont besoin pour assurer leur survie et les fonctions qu’elles sont censées accomplir) (Abdennouret al., 2012).


Les alvéoles pulmonaires sont de minces sacs creux qui prolongent les voies respiratoires, où se déroulent les échanges gazeux avec le sang. Ils se situent aux extrémités des bronchioles



Oedème pulmonaire: accumulation anormale de liquide dans les alvéoles entraînant une perturbation des échanges gazeux



L'accumulation d'acide induit à son tour une vasodilatation cérébrale, un œdème cellulaire, un œdème interstitiel, une obstruction du flux sanguin cérébral (Abdennouret al., 2012) pouvant aller jusqu’à l’HIC (hypertension intra-crânienne) et à l’AVC.


5) Voie immunitaire

Les lésions du système nerveux central d’origine virale peuvent être apportées par le système immunitaire (Kleinet al., 2017), étroitement liées au syndrome de réponse inflammatoire systémique (SIRS) lequel peut être enclenché par la pneumopathie à CoV.


En outre, le SRAS et le COVID-19 ont entraîné un grand nombre de décès, la plupart étant dus à des défaillances multi-viscérales (dans ce cas plusieurs organes vont être atteints tels que le rein, le foie etc...) d’origine immunitaire (Yinet al., 2004, Chenet al., 2020).


La persistance des infections à CoV et leur capacité à infecter les macrophages (Les macrophages sont des cellules appartenant aux globules blancs), les microglies (Les microglies sont un ensemble de cellules qui composent entre 5% et un quart des cellules du système nerveux central; elles ont pour rôle d'assurer l'immunité du système nerveux). et les astrocytes du système nerveux central joueraient également un rôle important (Un astrocyte est une cellule du système nerveux central, de forme étoilée; Les astrocytes ont principalement un rôle de soutien et de structure du système nerveux central. Mais ils ont également des rôles fonctionnels importants. Ils participent notamment à la gliose, phénomène de cicatrisation des lésions du système nerveux)



Un virus neurotrope peut activer les cellules gliales et induire un état pro-inflammatoire (Liet al., 2004). Le niveau d’interleukine 6 (IL-6) est positivement corrélé à la gravité des symptômes de COVID-2019 (Wanet al., 2020) (l'interleukine-6 (IL-6) est une cytokine dont la production provoque l'inflammation)


6) Via l'enzyme de conversion de l'angiotensine

L'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2) est un facteur de protection vasculaire cardio-cérébrale présente notamment dans le SNC et les muscles squelettiques. Elle joue un rôle majeur dans la régulation de la pression sanguine et les mécanismes de lutte contre l'athérosclérose (Miller et Arnold, 2019).


Parallèlement, l'ACE2 est la cible principale de divers virus, du CoV et de la grippe (Turneret al., 2004, Wrappet al., 2020, Yanget al., 2014). En se liant aux récepteurs de l'ACE2, les virus susmentionnés peuvent induire une HTA anormalement forte et augmenter le risque d'AVC hémorragique.


En outre, étant donné que la protéine de pointe S du SRAS-CoV-2 pourrait interagir avec l'ACE2 exprimée dans l'endothélium capillaire, le virus peut également endommager la barrière hémato-encéphalique et pénétrer dans le SNC en attaquant le système vasculaire (Baiget al., 2020).




Pour corroborer cet état des lieux…


Une équipe française vient de décrire les atteintes neurologiques de 58 patients atteints de COVID-19 hospitalisés en réanimation (NEJM. 15 April 2020) : agitation (69 %), confusion (65 %), syndrome pyramidal (67 %). Chez les 13 patients qui ont eu une IRM : prise de contraste leptoméningée (62 %), hypoperfusion fronto-temporale bilatérale (100 %) et 3 AVC. La recherche du SARS-CoV-2 s’est avérée négative dans tous les LCR testés. Reste à déterminer l’imputabilité.



Un bilan neurologique systématique et précoce


Les infections à CoV peuvent donc affecter le système nerveux, et de concert avec les mécanismes immunitaires de l'hôte, transformer ces infections en infections ou en lésions persistantes. Il est donc nécessaire de ne pas se laisser obnubiler par la symptomatologie respiratoire et de procéder à une évaluation neurologique des patients à un stade précoce.





L'intégralité de l'article est à retrouver sur le Journal International de Médecine (JIM)

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