Une nouvelle étude suggère que les symptômes persistants du COVID long seraient dus à une réduction des niveaux de sérotonine, induite par la persistance du virus au niveau des intestins. Cette découverte pourrait améliorer la compréhension de la physiopathologie de cette maladie complexe et aussi mettre au jour des biomarqueurs de diagnostic précoce, sans compter les potentielles stratégies thérapeutiques basées sur ces nouvelles connaissances.
D’après l’OMS, environ 10 à 15% des personnes infectées par le SARS-CoV-2 présentent des symptômes persistants durant des mois, voire des années — dans un tel cas, on parle alors de COVID long. Bien que plus de 200 symptômes différents aient été signalés par les patients, ceux couramment observés sont la fatigue chronique, le brouillard cérébral, des pertes de mémoire et divers autres troubles neurocognitifs. Cependant, « de nombreux aspects de la biologie fondamentale qui sous-tend le COVID long restent flous et en conséquence, nous manquons d’outils efficaces pour le diagnostic et le traitement de la maladie », explique Maayan Levy, professeur adjoint de microbiologie à l’Université de Pennsylvanie et auteur correspondant de la nouvelle étude.
En effet, l’étiologie moléculaire de la plupart des syndromes post-viraux, dont le COVID long, demeure en grande partie mystérieuse. Plusieurs hypothèses ont été suggérées pour expliquer les symptômes persistants, telles que la présence de réservoirs viraux post-infection, l’inflammation chronique, la présence d’auto-anticorps, l’agrégation plaquettaire, le dysfonctionnement du système nerveux autonome, … D’un autre côté, les séquelles se manifestent de manière si hétérogène que l’établissement d’un diagnostic objectif et la prescription de traitements appropriés sont difficiles.
La nouvelle étude, récemment publiée dans la revue Cell, suggère que quatre de ces hypothèses (persistance virale, inflammation chronique, hypercoagulabilité et dysfonctionnement autonome) pourraient être interconnectées par le biais d’une seule et même voie : une baisse anormale des niveaux de sérotonine.
Persistance virale = niveaux réduits de sérotonine ?
Dans le cadre de cette nouvelle recherche, une enquête métabolomique a été effectuée en analysant notamment des échantillons de sang et de selles de 58 patients COVID long, présentant des symptômes persistants 3 à 22 mois après l’infection. Les résultats ont été comparés à ceux obtenus de 60 personnes souffrant de COVID aigu et à ceux de 30 autres patients entièrement rétablis. Parmi les métabolites fortement modifiés chez le premier groupe figuraient les acides aminés essentiels et leurs dérivés. Il a aussi été constaté que les niveaux de sérotonine étaient anormalement bas chez ces patients, qui présentaient également des traces du virus dans leurs selles, même plusieurs mois après l’infection (ce qui indique une persistance virale intestinale).
En effectuant des analyses sur des modèles animaux et des organoïdes, les chercheurs ont constaté que la présence d’ARN viral stimulait la sécrétion d’interférons. Ces protéines inflammatoires réduisent l’absorption du tryptophane, un acide aminé présent dans le tractus gastrointestinal et précurseur de divers neurotransmetteurs, dont la sérotonine.
Ce constat concorde avec les niveaux réduits d’acides aminés et de sérotonine observés chez les patients COVID long. En d’autres termes, lorsque l’absorption du tryptophane est réduite par l’infection virale persistante, le taux de sérotonine diminue. Cette diminution ainsi que l’inflammation persistante perturbent également la sécrétion de plaquettes, impliquées dans la coagulation sanguine et la cicatrisation.
La sérotonine joue un rôle clé dans la régulation de la mémoire, du sommeil, de la digestion, de la cicatrisation et dans d’autres fonctions homéostasiques. Il s’agit également d’un important régulateur du nerf vague, assurant une fonction de communication majeure entre le cerveau et d’autres organes. Il soutient par exemple la sensibilité du voile et de la base de la langue, du pharynx, du larynx et de l’épiglotte. Ces différentes corrélations suggèrent que la réduction des niveaux de ce neurotransmetteur pourrait être impliquée dans divers symptômes persistants du COVID long, tels que la perte de mémoire, les perturbations gastro-intestinales, voire l’intolérance orthostatique.
Afin de corroborer leurs observations, les experts ont cherché à déterminer si la restauration du tryptophane ou de la sérotonine chez les patients présentant des carences pourrait atténuer les symptômes du COVID long. Les essais sur des modèles animaux ont montré que la restauration de la sérotonine améliorait la mémoire. Parmi les traitements testés figuraient notamment des inhibiteurs sélectifs du recaptage de la sérotonine (ISRS), habituellement utilisés comme antidépresseurs. Des études antérieures ont d’ailleurs déjà suggéré le potentiel des ISRS pour le traitement des séquelles post-aiguës du COVID.
De plus, étant donné que le tryptophane est un précurseur de plusieurs neurotransmetteurs, une stratégie thérapeutique axée sur cet acide aminé pourrait non seulement atténuer les symptômes neurologiques, mais également ceux impliquant d’autres fonctions métaboliques. Il active par exemple la production de la niacine, qui soutient le métabolisme énergétique, et la mélatonine, qui régule le sommeil et le rythme circadien.