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Expliqué: Comment le coronavirus attaque le cerveau

Une nouvelle étude offre la première preuve claire que chez certaines personnes, le coronavirus envahit les cellules du cerveau, les détournant pour faire des copies de lui-même. Le virus semble également aspirer tout l'oxygène à proximité, affamant à mort les cellules voisines.

Expliqué: Comment le coronavirus attaque le cerveauL'étude a été mise en ligne mercredi et n'a pas encore été approuvée par des experts pour publication. Mais plusieurs chercheurs ont déclaré qu'il était prudent et élégant, montrant de plusieurs manières que le virus peut infecter les cellules du cerveau.

Le coronavirus cible en priorité les poumons, mais aussi les reins, le foie et les vaisseaux sanguins. Pourtant, environ la moitié des patients signalent des symptômes neurologiques, notamment des maux de tête, de la confusion et du délire, suggérant que le virus peut également attaquer le cerveau.





Une nouvelle étude offre la première preuve claire que chez certaines personnes, le coronavirus envahit les cellules du cerveau, les détournant pour faire des copies de lui-même. Le virus semble également aspirer tout l'oxygène à proximité, affamant à mort les cellules voisines.

On ne sait pas comment le virus atteint le cerveau ou à quelle fréquence il déclenche cette traînée de destruction. L'infection du cerveau est probablement rare, mais certaines personnes peuvent y être sensibles en raison de leurs antécédents génétiques, d'une charge virale élevée ou pour d'autres raisons.



Si le cerveau est infecté, cela pourrait avoir une conséquence mortelle, a déclaré Akiko Iwasaki, immunologiste à l'Université de Yale qui a dirigé les travaux.

L'étude a été mise en ligne mercredi et n'a pas encore été approuvée par des experts pour publication. Mais plusieurs chercheurs ont déclaré qu'il était prudent et élégant, montrant de plusieurs manières que le virus peut infecter les cellules du cerveau.



Les scientifiques ont dû se fier à l'imagerie cérébrale et aux symptômes des patients pour déduire des effets sur le cerveau, mais nous n'avions pas vraiment vu beaucoup de preuves que le virus puisse infecter le cerveau, même si nous savions que c'était une possibilité potentielle, a déclaré le Dr Michael Zandi. , neurologue consultant au National Hospital for Neurology and Neurosurgery en Grande-Bretagne. Ces données fournissent juste un peu plus de preuves qu'elles le peuvent certainement.

Une image montre des scintigraphies cérébrales de patients atteints de coronavirus à partir d'une étude publiée en juillet. La nouvelle étude offre la première preuve claire que chez certaines personnes, le coronavirus envahit les cellules du cerveau, les détournant pour faire des copies de lui-même, et le virus semble également aspirer tout l'oxygène à proximité, affamant les cellules voisines à mort. (Photo : Oxford)

Zandi et ses collègues ont publié des recherches en juillet montrant que certains patients atteints de COVID-19, la maladie causée par le coronavirus, développent de graves complications neurologiques, notamment des lésions nerveuses.



Dans la nouvelle étude, Iwasaki et ses collègues ont documenté l'infection cérébrale de trois manières : dans le tissu cérébral d'une personne décédée du COVID-19, dans un modèle murin et dans des organoïdes – des amas de cellules cérébrales dans une assiette de laboratoire destinée à imiter le structure tridimensionnelle du cerveau.

D'autres agents pathogènes, y compris le Zika virus - sont connus pour infecter les cellules du cerveau. Les cellules immunitaires inondent ensuite les sites endommagés, essayant de nettoyer le cerveau en détruisant les cellules infectées.




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Le coronavirus est beaucoup plus furtif : il exploite la machinerie des cellules du cerveau pour se multiplier, mais ne les détruit pas. Au lieu de cela, il étouffe l'oxygène vers les cellules adjacentes, les faisant dépérir et mourir.



Les chercheurs n'ont trouvé aucune preuve d'une réponse immunitaire pour remédier à ce problème. C'est une sorte d'infection silencieuse, a déclaré Iwasaki. Ce virus possède de nombreux mécanismes d'évasion.

Ces résultats sont cohérents avec d'autres observations sur des organoïdes infectés par le coronavirus, a déclaré Alysson Muotri, neuroscientifique à l'Université de Californie à San Diego, qui a également étudié le virus Zika.



Le coronavirus semble diminuer rapidement le nombre de synapses, les connexions entre les neurones.

Des jours après l'infection, et nous constatons déjà une réduction spectaculaire du nombre de synapses, a déclaré Muotri. On ne sait pas encore si c'est réversible ou non.

Le virus infecte une cellule via une protéine à sa surface appelée ACE2. Cette protéine apparaît dans tout le corps et en particulier dans les poumons, expliquant pourquoi ce sont des cibles privilégiées du virus.

Des études antérieures ont suggéré, sur la base d'un proxy pour les niveaux de protéines, que le cerveau a très peu d'ACE2 et est susceptible d'être épargné. Mais Iwasaki et ses collègues ont examiné de plus près et ont découvert que le virus pouvait effectivement pénétrer dans les cellules du cerveau en utilisant cette porte.

Il est assez clair qu'il est exprimé dans les neurones et qu'il est requis pour l'entrée, a déclaré Iwasaki.

Son équipe a ensuite examiné deux ensembles de souris, l'un avec le récepteur ACE2 exprimé uniquement dans le cerveau et l'autre avec le récepteur uniquement dans les poumons. Lorsqu'elles ont introduit le virus dans ces souris, les souris infectées par le cerveau ont rapidement perdu du poids et sont mortes en six jours. Les souris infectées par les poumons n'ont fait ni l'un ni l'autre.

Malgré les mises en garde attachées aux études sur la souris, les résultats suggèrent toujours que l'infection virale dans le cerveau peut être plus mortelle que l'infection respiratoire, a déclaré Iwasaki.


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Le virus peut atteindre le cerveau par le bulbe olfactif – qui régule l'odorat – par les yeux ou même par la circulation sanguine. On ne sait pas quelle route l'agent pathogène emprunte et s'il le fait assez souvent pour expliquer les symptômes observés chez les personnes.

Je pense que c'est un cas où les données scientifiques sont en avance sur les preuves cliniques, a déclaré Muotri.

Les chercheurs devront analyser de nombreux échantillons d'autopsie pour estimer à quel point l'infection cérébrale est courante et si elle est présente chez les personnes atteintes d'une maladie plus bénigne ou chez ce que l'on appelle les long-courriers, dont beaucoup présentent une multitude de symptômes neurologiques.

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Quarante pour cent à 60% des patients atteints de COVID-19 présentent des symptômes neurologiques et psychiatriques, a déclaré le Dr Robert Stevens, neurologue à l'Université Johns Hopkins. Mais les symptômes peuvent ne pas tous provenir du virus qui envahit les cellules du cerveau. Ils peuvent être le résultat d'une inflammation généralisée dans tout le corps.

Par exemple, l'inflammation dans les poumons peut libérer des molécules qui rendent le sang collant et obstruent les vaisseaux sanguins, entraînant des accidents vasculaires cérébraux. Il n'est pas nécessaire que les cellules du cerveau elles-mêmes soient infectées pour que cela se produise, a déclaré Zandi.

Mais chez certaines personnes, a-t-il ajouté, il peut s'agir d'un manque d'oxygène dans le sang provenant de cellules cérébrales infectées qui déclenche des accidents vasculaires cérébraux : différents groupes de patients peuvent être affectés de différentes manières, a-t-il déclaré. Il est fort possible que vous voyiez une combinaison des deux.

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Certains symptômes cognitifs, comme le brouillard cérébral et le délire, peuvent être plus difficiles à détecter chez les patients sous sédation et sous ventilateur. Les médecins devraient prévoir de réduire les sédatifs une fois par jour, si possible, afin d'évaluer les patients COVID-19, a déclaré Stevens.


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