Une nouvelle étude du MIT et du Massachusetts Eye and Ear fournit des preuves que le virus SARS-CoV-2 peut infecter les cellules de l’oreille interne. Crédit : Christine Daniloff, MIT
La prévalence des symptômes auditifs chez les patients Covid-19 est inconnue, mais une infection de l’oreille interne peut être responsable de problèmes d’audition et d’équilibre.
De nombreux patients de Covid-19 ont signalé des symptômes affectant les oreilles, notamment une perte auditive et des acouphènes. Des étourdissements et des problèmes d’équilibre peuvent également survenir, suggérant que le SRAS-CoV-2 le virus peut infecter l’oreille interne.
Une nouvelle étude de AVEC et Massachusetts Eye and Ear prouve que le virus peut effectivement infecter les cellules de l’oreille interne, y compris les cellules ciliées, qui sont essentielles à la fois pour l’audition et l’équilibre. Les chercheurs ont également découvert que le schéma d’infection observé dans le tissu de l’oreille interne humaine est cohérent avec les symptômes observés dans une étude de 10 patients Covid-19 qui ont signalé une variété de symptômes liés à l’oreille.
Les chercheurs ont utilisé de nouveaux modèles cellulaires de l’oreille interne humaine qu’ils ont développés, ainsi que des tissus de l’oreille interne humaine adultes difficiles à obtenir, pour leurs études. La disponibilité limitée de ces tissus a entravé les études précédentes sur Covid-19 et d’autres virus pouvant entraîner une perte auditive.
“Avoir les modèles est la première étape, et ce travail ouvre désormais la voie pour travailler avec non seulement le SRAS-CoV-2 mais aussi d’autres virus qui affectent l’audition”, déclare Lee Gehrke, professeur Hermann LF von Helmholtz à l’Institut de médecine du MIT. Engineering and Science, qui a codirigé l’étude.
Konstantina Stankovic, ancienne professeure agrégée à la Harvard Medical School et ancienne chef du service d’otologie et de neurotologie au Massachusetts Eye and Ear, qui est maintenant professeure de la Fondation Bertarelli et présidente du département d’oto-rhino-laryngologie – Chirurgie de la tête et du cou à la Stanford University School of Medicine, co-dirigé l’étude. Minjin Jeong, ancien post-doctorant dans le laboratoire de Stankovic à la Harvard Medical School, qui est maintenant à la Stanford Medical School, est l’auteur principal de l’article, qui a été publié le 29 octobre 2021 dans Médecine des communications.
Modèles d’infection de l’oreille
Avant le début de la pandémie de Covid-19, Gehrke et Stankovic ont commencé à travailler ensemble sur un projet de développement de modèles cellulaires pour étudier les infections de l’oreille interne humaine. Des virus tels que le cytomégalovirus, le virus des oreillons et les virus de l’hépatite peuvent tous provoquer la surdité, mais on ne sait pas exactement comment ils le font.
Au début de 2020, après l’émergence du virus SARS-CoV-2, les chercheurs ont modifié leurs plans. Au Massachusetts Eye and Ear, Stankovic a commencé à voir des patients souffrant de perte auditive, d’acouphènes et de vertiges, qui avaient été testés positifs pour Covid-19. « À l’époque, il n’était pas clair si cela était lié à un lien de causalité ou par coïncidence, car la perte auditive et les acouphènes sont si fréquents », se souvient-elle.
Elle et Gehrke ont décidé d’utiliser le système modèle sur lequel ils travaillaient pour étudier l’infection par le SRAS-CoV-2. Ils ont créé leurs modèles cellulaires en prenant des cellules de peau humaine et en les transformant en cellules souches pluripotentes induites. Ensuite, ils ont pu stimuler ces cellules à se différencier en plusieurs types de cellules présentes dans l’oreille interne : les cellules ciliées, les cellules de soutien, les fibres nerveuses et les cellules de Schwann, qui isolent les neurones.
Ces cellules pourraient être cultivées dans une couche plate à deux dimensions ou organisées en organoïdes tridimensionnels. De plus, les chercheurs ont pu obtenir des échantillons de tissus de l’oreille interne difficiles à obtenir de patients qui subissaient une intervention chirurgicale pour un trouble provoquant de graves crises de vertige ou pour une tumeur provoquant une perte auditive et des étourdissements.
Dans les échantillons de l’oreille interne humaine et dans les modèles cellulaires dérivés de cellules souches, les chercheurs ont découvert que certains types de cellules – les cellules ciliées et les cellules de Schwann – expriment les protéines nécessaires pour que le virus SARS-CoV-2 pénètre dans les cellules. . Ces protéines comprennent le récepteur ACE2, qui se trouve à la surface des cellules, et deux enzymes appelées furine et protéase transmembranaire sérine 2, qui aident le virus à fusionner avec la cellule hôte.
Les chercheurs ont alors montré que le virus peut effectivement infecter l’oreille interne, en particulier les cellules ciliées et, dans une moindre mesure, les cellules de Schwann. Ils ont découvert que les autres types de cellules de leurs modèles n’étaient pas sensibles à l’infection par le SRAS-CoV-2.
Les cellules ciliées humaines que les chercheurs ont étudiées étaient des cellules ciliées vestibulaires, qui sont impliquées dans la détection des mouvements de la tête et le maintien de l’équilibre. Les cellules ciliées cochléaires, qui sont impliquées dans l’audition, sont beaucoup plus difficiles à obtenir ou à générer dans un modèle cellulaire. Cependant, les chercheurs ont montré que les cellules ciliées cochléaires de souris contiennent également des protéines qui permettent l’entrée du SRAS-CoV-2.
Connexion virale
Le schéma d’infection que les chercheurs ont trouvé dans leurs échantillons de tissus semble correspondre aux symptômes observés dans un groupe de 10 patients Covid-19 qui ont signalé des symptômes liés à l’oreille à la suite de leur infection. Neuf de ces patients souffraient d’acouphènes, six souffraient de vertiges et tous souffraient d’une perte auditive légère à profonde.
Les dommages aux cellules ciliées cochléaires, qui peuvent entraîner une perte auditive, sont généralement évalués en mesurant les émissions otoacoustiques – les sons émis par les cellules ciliées sensorielles lorsqu’elles répondent à la stimulation auditive. Parmi les six patients Covid-19 de l’étude qui ont subi ce test, tous avaient des émissions otoacoustiques réduites ou absentes.
Bien que cette étude suggère fortement que Covid-19 peut causer des problèmes auditifs et d’équilibre, le pourcentage global de patients Covid-19 qui ont connu des problèmes liés aux oreilles n’est pas connu.
«Au départ, c’était parce que les tests de routine n’étaient pas facilement disponibles pour les patients diagnostiqués avec Covid, et aussi, lorsque les patients présentaient des complications plus mortelles, ils ne faisaient pas très attention à savoir si leur audition était réduite ou s’ils avaient des acouphènes. “, dit Stankovic. “Nous ne savons toujours pas quelle est l’incidence, mais nos résultats appellent vraiment à une attention accrue aux symptômes audio-vestibulaires chez les personnes exposées à Covid.”
Les voies possibles pour que le virus pénètre dans les oreilles incluent la trompe d’Eustache, qui relie le nez à l’oreille moyenne. Le virus peut également s’échapper du nez par de petites ouvertures entourant les nerfs olfactifs, explique Stankovic. Cela lui permettrait d’entrer dans l’espace cérébral et d’infecter les nerfs crâniens, y compris celui qui se connecte à l’oreille interne.
“Cet article fournit des preuves très convaincantes que Sars-CoV-2 infecte l’oreille interne et peut être causalement lié aux symptômes de l’audition et de l’équilibre chez un certain nombre de patients infectés par Covid-19”, explique Yuri Agrawal, professeur d’otolaryngologie. chirurgie de la tête et du cou à la Johns Hopkins School of Medicine, qui n’a pas participé à l’étude. « Une autre avancée passionnante pour notre domaine est l’utilisation d’organoïdes in vitro 2D et 3D pour observer l’infection Sars-CoV-2 de l’oreille interne. Cela fournit une plate-forme puissante pour étudier l’impact d’un certain nombre d’autres expositions, y compris d’autres infections, toxines et cancers, sur l’oreille interne. »
Les chercheurs espèrent maintenant utiliser leurs modèles cellulaires humains pour tester les traitements possibles des infections de l’oreille interne causées par le SRAS-CoV-2 et d’autres virus.
Référence : « L’infection directe par le SARS-CoV-2 de l’oreille interne humaine peut être à l’origine de COVID-19[feminine-dysfonctionnement audiovestibulaire associé » par Minjin Jeong, Karen E. Ocwieja, Dongjun Han, P. Ashley Wackym, Yichen Zhang, Alyssa Brown, Cynthia Moncada, Andrea Vambutas, Theodore Kanne, Rachel Crain, Noah Siegel, Valerie Leger, Felipe Santos, D Bradley Welling, Lee Gehrke et Konstantina M. Stankovic, 29 octobre 2021, Médecine des communications.
DOI : 10.1038/s43856-021-00044-w
La recherche a été financée par les National Institutes of Health, la Fondation Remondi, la Fondation Nancy Sayles Day et la Fondation Barnes.
