En un coup d’œil
- Le SRAS-CoV-2, le virus responsable du COVID-19, peut causer des dommages durables à la production d’énergie par les mitochondries dans de nombreux organes du corps.
- Empêcher le virus de détourner la production d’énergie mitochondriale pourrait être une nouvelle façon de prévenir les complications graves de l’infection par le SRAS-CoV-2.
Micrographie électronique à balayage colorisée d’une cellule (rouge) infectée par la souche Omicron de particules du virus SARS-CoV-2 (bleu), isolée d’un échantillon de patient. Centre de recherche intégré du NIAID à Fort Detrick, Maryland
Au début de la pandémie de COVID-19, le virus responsable de la maladie, le SRAS-CoV-2, était redouté en raison de ses dommages dévastateurs aux poumons. Mais il est rapidement devenu évident que le virus pouvait infecter les organes et les tissus de tout le corps, notamment le cœur, le cerveau, les reins et les vaisseaux sanguins.
On pensait qu’une grande partie du dysfonctionnement qui en résultait était le résultat d’une inflammation, la réponse du système immunitaire à une infection. Mais la recherche a suggéré que les effets sur les mitochondries pourraient également jouer un rôle dans les lésions organiques causées par l’infection par le SRAS-CoV-2. Les mitochondries sont le moteur des cellules, produisant la majeure partie de l’énergie dont elles ont besoin.
On sait que certaines parties du SRAS-CoV-2 se lient aux protéines des mitochondries. Mais la manière dont cela affecte la fonction mitochondriale n’est pas claire. Le Dr Afshin Beheshti, président de l’équipe de recherche internationale à but non lucratif COVID-19 et chercheur invité au Broad Institute, et le Dr Douglas Wallace de l’hôpital pour enfants de Philadelphie ont dirigé une équipe internationale, comprenant des chercheurs du NIH, pour examiner de plus près le phénomène.
Les chercheurs ont comparé l’expression des gènes mitochondriaux – lorsque les gènes étaient activés – dans des échantillons de tissus prélevés dans le nasopharynx de 216 personnes atteintes du COVID-19 et de 519 personnes non infectées. Ils ont également examiné la fonction mitochondriale dans des échantillons d’autopsie du cœur, des reins, du foie, des poumons et des ganglions lymphatiques de 35 personnes décédées du COVID-19, par rapport à celle de 5 personnes décédées d’autres causes. Les résultats ont été publiés le 9 août 2023 dans Science Translational Medicine .
L’équipe a découvert que l’expression des gènes mitochondriaux impliqués dans la production d’énergie était supprimée dans le nasopharynx lors d’une infection aiguë. Cela a amené les cellules à produire davantage de substances dont le virus a besoin pour se répliquer. Les chercheurs n’ont pas trouvé cette suppression dans les échantillons de tissus pulmonaires prélevés après que le virus ait été éliminé du corps.
Les échantillons de tissus prélevés lors des autopsies du cœur, des reins, du foie et des ganglions lymphatiques ont continué à montrer une suppression de ces gènes mitochondriaux longtemps après que le virus ait été éliminé du corps. La raison de cette répression continue n’est pas claire. Parallèlement à une fonction mitochondriale réduite dans ces tissus, les chercheurs ont constaté une régulation positive des gènes liés au stress cellulaire.
« Le dysfonctionnement continu que nous avons observé dans des organes autres que les poumons suggère que le dysfonctionnement mitochondrial pourrait causer des dommages à long terme aux organes internes de ces patients », explique Wallace.
L’équipe a ensuite utilisé des hamsters et des souris pour suivre la fonction mitochondriale tout au long de l’infection par le SRAS-CoV-2. Ils ont constaté des résultats similaires dans ces modèles animaux. La production d’énergie mitochondriale a été supprimée dans les poumons au début de l’infection par le SRAS-CoV-2, puis a rebondi une fois que le système immunitaire a maîtrisé le virus. Au début de l’infection, l’expression des gènes mitochondriaux a été modifiée dans le cerveau même si aucun SARS-CoV-2 n’y a été détecté, ce qui correspond à une réponse systémique au virus.
Les chercheurs ont également découvert une nouvelle cible potentielle pour le traitement. Ils ont découvert que le SRAS-CoV-2 augmentait l’expression d’une molécule régulatrice appelée miR-2392. Ceci, à son tour, a réduit l’expression des gènes mitochondriaux impliqués dans la production d’énergie.
« La neutralisation de ce microARN pourrait empêcher la réplication du virus, offrant ainsi une option thérapeutique supplémentaire aux patients présentant un risque de complications plus graves liées à la maladie », explique Beheshti.
—par Sharon Reynolds
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Références : Les gènes mitochondriaux centraux sont régulés négativement lors de l’infection par le SRAS-CoV-2 chez les rongeurs et les hôtes humains. Guarnieri JW, Dybas JM, Fazelinia H, Kim MS, Frere J, Zhang Y, Soto Albrecht Y, Murdock DG, Angelin A, Singh LN, Weiss SL, Best SM, Lott MT, Zhang S, Cope H, Zaksas V, Saravia -Butler A, Meydan C, Foox J, Mozsary C, Bram Y, Kidane Y, Priebe W, Emmett MR, Meller R, Demharter S, Stentoft-Hansen V, Salvatore M, Galeano D, Enguita FJ, Grabham P, Trovao NS , Singh U, Haltom J, Heise MT, Moorman NJ, Baxter VK, Madden EA, Taft-Benz SA, Anderson EJ, Sanders WA, Dickmander RJ, Baylin SB, Wurtele ES, Moraes-Vieira PM, Taylor D, Mason CE, Schisler JC, Schwartz RE, Beheshti A, Wallace DC. Sci Transl Med. 9 août 2023;15(708):eabq1533. est ce que je: 10.1126/scitranslmed.abq1533. Publication en ligne le 9 août 2023. PMID : 37556555.
