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Certaines maladies virales pourraient contribuer à la neurodégénérescence. Leur évaluation repose sur des expériences de laboratoire au cours desquelles ils ont pu montrer que certaines molécules virales facilitent la propagation intercellulaire d’agrégats de protéines qui sont les caractéristiques de maladies cérébrales comme la maladie d’Alzheimer. Ces résultats pourraient fournir des indices sur la façon dont les infections virales aiguës ou chroniques pourraient contribuer à la neurodégénérescence.

Les infections virales

Les agrégats de protéines mal repliées, qui apparaissent dans les maladies dites à prions telles que la maladie de Creutzfeldt-Jakob, ont la capacité de passer d’une cellule à l’autre, où ils transmettent leur forme anormale à des protéines du même type.

En conséquence, cette maladie se propage dans le cerveau. Un phénomène similaire est évoqué pour les maladies d’Alzheimer et de Parkinson, qui présentent également des assemblages de protéines mal repliées. La transmission des agrégats pourrait impliquer un contact direct de cellule à cellule, la libération d’agrégats « nus » dans l’espace extracellulaire ou le conditionnement dans des vésicules, qui sont de minuscules bulles entourées d’une enveloppe lipidique et qui sont sécrétées pour la communication entre les cellules.

« Les mécanismes précis de la transmission sont inconnus », explique Ina Vorberg, chef de groupe de recherche et professeur à l’université de Bonn. « Toutefois, il est évident que l’échange d’agrégats, tant par contact cellulaire direct que par l’intermédiaire des vésicules, dépend des interactions ligand-récepteur.

En effet, dans les deux scénarios, les membranes doivent entrer en contact et fusionner. Ce processus est facilité par la présence de ligands qui se lient à des récepteurs à la surface des cellules et provoquent ensuite la fusion des deux membranes. »

Des expériences sur des cultures cellulaires

Partant de cette hypothèse, l’équipe de Vorberg, avec le soutien de d’autres institutions, a réalisé une vaste série d’études avec différentes cultures cellulaires. Ils ont ainsi étudié le transfert intercellulaire des prions ou d’agrégats de protéines tau, comme ils se présentent sous une forme similaire dans les maladies à prions, la maladie d’Alzheimer et d’autres « tauopathies ».

En imitant ce qui se passe à la suite d’une infection virale, les chercheurs ont incité les cellules à produire des protéines virales qui servent de médiateur pour la fixation des cellules cibles et la fusion des membranes. Deux protéines ont été choisies comme exemples principaux : la protéine S du SARS-CoV-2, qui provient du virus responsable du COVID-19, et la glycoprotéine du virus de la stomatite vésiculaire VSV-G, qui se trouve dans un agent pathogène qui infecte le bétail et d’autres animaux. En outre, les cellules ont exprimé des récepteurs pour ces protéines virales, à savoir la famille des récepteurs LDL, qui agissent comme des ports d’amarrage pour VSV-G, et l’ACE2 humaine, le récepteur de la protéine S.

Les ligands facilitent la propagation des agrégats

« Nous avons pu montrer que les protéines virales sont incorporées à la fois dans la membrane cellulaire et dans les vésicules extracellulaires. Leur présence a augmenté la propagation des agrégats des protéines entre les cellules, que ce soit par contact cellulaire direct ou par les vésicules extracellulaires.

Les ligands viraux ont permis un transfert efficace des agrégats dans les cellules réceptrices, où ils ont induit de nouveaux agrégats. Les ligands agissent comme des clés qui déverrouillent les cellules réceptrices et permettent ainsi d’introduire en douce la dangereuse cargaison », explique M. Vorberg.

« Certes, nos modèles cellulaires ne reproduisent pas les nombreux aspects du cerveau avec ses types de cellules très spécialisées. Cependant, indépendamment du type de cellule testé produisant les agrégats pathologiques, la présence de ligands viraux a clairement augmenté la propagation des protéines mal repliées vers d’autres cellules. Au total, nos données suggèrent que les interactions ligand-récepteur virales peuvent en principe affecter la transmission des protéines pathologiques. Il s’agit d’une découverte inédite. »

Des effets potentiels sur la neurodégénérescence

« Le cerveau des patients souffrant de maladies neurodégénératives contient parfois certains virus. On les soupçonne de provoquer une inflammation ou d’avoir un effet toxique, accélérant ainsi la neurodégénérescence. Cependant, les protéines virales pourraient aussi agir différemment : elles pourraient accroître la propagation intercellulaire d’agrégats de protéines déjà en cours dans les maladies neurodégénératives comme la maladie d’Alzheimer », explique M. Vorberg.  »

Bien sûr, cela nécessite des études supplémentaires avec des virus neurotropes. Il est clair que l’impact des infections virales sur les maladies neurodégénératives mérite une étude approfondie. »

Cette recherche a été publiée dans Nature Communications.

Source : German Center for Neurodegenerative Diseases
Crédit photo : StockPhotoSecrets