L'étude de l'encéphalite herpétique à l'aide de mini-cerveaux
"Ce modèle est maintenant beaucoup plus proche de la réalité pour le virus de l'herpès que ce qui a été utilisé précédemment"
Le virus de l'herpès simplex-1 peut parfois provoquer une dangereuse infection cérébrale. La combinaison d'un anti-inflammatoire et d'un antiviral pourrait être utile dans ces cas, rapportent des scientifiques des laboratoires Rajewsky et Landthaler et de la plateforme Organoïde du Centre Max Delbrück dans "Nature Microbiology".
L'image montre comment le virus de l'herpès (blanc) se propage dans l'organoïde et détruit l'intégrité du neuroépithélium qui tapisse le ventricule (noyaux en bleu, marqueur vert pour le neuroépithélium).
Dr. Agnieszka Rybak-Wolf, Max Delbrück Center
Environ 3,7 milliards de personnes - 67 % d'entre nous - sont porteuses du virus de l'herpès simplex-1 dans leurs cellules nerveuses, où il reste silencieux jusqu'à ce qu'il soit déclenché par un stress ou une blessure. Lorsqu'il est activé, ses symptômes sont généralement bénins, se limitant à des boutons de fièvre ou à des ulcères dans la bouche.
Très rarement, le virus peut remonter le long des neurones jusqu'au cerveau, où il peut provoquer une infection potentiellement mortelle. Cela représente 5 à 15 % de tous les cas d'encéphalite infectieuse chez les enfants et les adultes. Les médecins prescrivent généralement un antiviral appelé acyclovir. Mais même dans ce cas, les patients souffrent souvent de pertes de mémoire durables et débilitantes, de crises d'épilepsie et d'autres troubles cognitifs.
Dans de tels cas, les médecins pourraient essayer un antiviral en combinaison avec un médicament qui réduit l'inflammation pour voir s'il offre un meilleur pronostic, suggère une nouvelle étude "Nature Microbiology" réalisée par des scientifiques du Centre Max Delbrück pour la médecine moléculaire de l'Association Helmholtz à Berlin. Les scientifiques ont fait cette découverte en utilisant un modèle tridimensionnel du cerveau cultivé à partir de cellules souches humaines. L'utilisation de tels modèles, appelés organoïdes, est à la frontière de la médecine clinique.
"Ces proto-cerveaux contiennent des centaines de milliers de neurones qui peuvent communiquer entre eux de manière synchronisée. Ils permettent de réaliser des expériences importantes qui étaient impossibles il y a quelques années", explique le professeur Nikolaus Rajewsky, directeur scientifique de l'Institut berlinois de biologie des systèmes médicaux du Centre Max Delbrück (MDC-BIMSB) et auteur principal de l'étude.
Agnieszka Rybak-Wolf, qui dirige la plateforme technologique Organoid au Centre Max Delbrück et qui est l'un des premiers auteurs de l'étude, a créé les organoïdes, qui étaient des blobs blancs de 0,5 cm. "Les organoïdes cérébraux ressemblent un peu à de petits nuages de tissus", explique-t-elle.
L'herpès plus proche de la réalité
Sans organoïdes, l'analyse de l'encéphalite induite par le HSV-1 est difficile. Le virus n'infecte que des personnes et il est difficile d'obtenir des échantillons de cerveau. Les scientifiques ont donc choisi d'étudier la maladie sur des cellules nerveuses cultivées ou sur des souris, qui ne sont pas des porteurs naturels du virus.
"Ce modèle est désormais beaucoup plus proche de la réalité pour le virus de l'herpès que ce qui a été utilisé précédemment", déclare le Dr Emanuel Wyler, expert en virus qui étudie les mécanismes moléculaires des infections par le HSV-1 au laboratoire Landthaler et qui est l'un des premiers auteurs.
Les scientifiques ont infecté les organoïdes avec le virus HSV-1 et ont visualisé les cellules neuroépithéliales et neuronales pendant que le virus se déchaînait et que le mini-cerveau se désintégrait. "Nous avons obtenu ces magnifiques images microscopiques qui sont si claires que l'on peut voir ce qui se passe réellement", explique Wyler.
Les chercheurs ont ensuite procédé à l'analyse d'une seule cellule afin d'identifier toutes les voies moléculaires actives au cours de l'infection. "Nous avons utilisé une approche impartiale pour trouver toutes les voies et tous les gènes importants", explique le Dr Ivano Legnini, biologiste des systèmes qui travaillait auparavant au laboratoire de Rajewsky et qui est l'un des premiers auteurs. "Nous apportons la biologie des systèmes à la table".
Ils ont remarqué qu'une voie de signalisation importante dans l'inflammation, appelée TNF-α, était très active. Lorsqu'ils ont traité les organoïdes avec de l'acyclovir, la norme de soins pour l'encéphalite à HSV-1, la réplication virale s'est arrêtée, mais les lésions tissulaires ont continué. Une analyse plus poussée a montré que la voie du TNF-α était toujours active malgré le traitement.
Une défense qui peut devenir préjudiciable
"La voie de l'inflammation est une défense naturelle essentielle contre le virus", explique le Dr Tancredi Massimo Pentimalli, médecin qui prépare actuellement son doctorat en médecine systémique au laboratoire de Rajewsky et qui est l'un des premiers auteurs de l'étude. "Mais lorsque nous bloquons la réplication virale avec des médicaments antiviraux, la réponse inflammatoire trop zélée pourrait au contraire devenir préjudiciable."
Rybak-Wolf a traité les organoïdes avec un médicament antiviral et un médicament anti-inflammatoire, ce qui a permis de désactiver la voie du TNF-α. Ce traitement combiné a permis d'éviter les dommages causés aux mini-cerveaux. "Il existe dans le cerveau une voie de signalisation qui s'active en cas d'infection", explique-t-elle. "Lorsque nous l'avons désactivée à l'aide de ces médicaments, l'organoïde n'a pas été endommagé.
Les scientifiques espèrent que les médecins testeront l'acyclovir et un anti-inflammatoire comme traitement de l'encéphalite à HSV-1. "J'espère que les chercheurs cliniques mettront en place des essais cliniques évaluant l'efficacité des nouvelles combinaisons thérapeutiques antivirales et anti-inflammatoires chez les patients atteints d'encéphalite herpétique, ce qui permettra de transposer nos résultats du laboratoire au chevet des patients", déclare Mme Pentimalli.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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