La COVID-19 est désormais connue pour affecter de nombreux organes en plus des poumons, dont le pancréas, le foie, le cerveau, et même le coeur. Depuis les débuts de la pandémie, de nombreux patients se plaignent de douleurs thoraciques, de palpitations (dues à une arythmie) et de fatigue extrême. Les chercheurs tentent donc depuis d’élucider les mécanismes en jeu, et notamment de comprendre si l’altération des tissus cardiaques est directement due à l’infection virale ou plutôt à l’inflammation qui en résulte. Une nouvelle étude montre que les dommages tissulaires seraient surtout dus à la réplication virale à l’intérieur du coeur.
Des chercheurs de l’école de médecine de l’université de Washington à St. Louis, fournissent des preuves que les dommages cardiaques des patients atteints de COVID-19 sont causés par l’invasion et la réplication du virus à l’intérieur des cellules du muscle cardiaque, entraînant la mort des cellules et interférant avec la contraction du muscle cardiaque. « Nous apportons la preuve que les cardiomyocytes sont infectés chez les patients atteints de myocardite due à la COVID-19 et sont vulnérables au SARS-CoV-2 », écrivent les chercheurs dans le document.
Pour le déterminer, ils ont utilisé des cellules souches pour fabriquer des tissus cardiaques dans le but de modéliser l’infection humaine. Leur méthode, en plus de fournir des indices pour traiter au mieux les infections à coronavirus qui affectent le cœur, pourrait également être utilisée pour étudier la maladie au sens large et aider au développement de nouvelles thérapies. L’étude a été publiée le 26 février dans le Journal of the American College of Cardiology : Basic to Translational Science.
Une infection directe des cellules du muscle cardiaque
« Au début de la pandémie, nous avions la preuve que ce coronavirus peut provoquer une insuffisance cardiaque ou des lésions cardiaques chez des personnes généralement en bonne santé, ce qui était alarmant pour la communauté des cardiologues », a déclaré l’auteur principal, Kory J. Lavine, professeur agrégé de médecine. « Même certains athlètes universitaires qui avaient été autorisés à reprendre la compétition après l’infection par la COVID-19 présentaient plus tard des cicatrices au niveau du cœur. Il y a eu un débat sur la question de savoir si cela est dû à une infection directe du cœur ou à une réponse inflammatoire systémique qui se produit en raison de l’infection pulmonaire ». « Notre étude est unique, car elle montre définitivement que, chez les patients atteints de COVID-19 qui ont développé une insuffisance cardiaque, le virus infecte le cœur, plus précisément les cellules du muscle cardiaque ».
Lavine et ses collègues, dont ses collaborateurs Michael S. Diamond, le professeur de médecine Herbert S. Gasser, et Michael J. Greenberg, professeur adjoint de biochimie et de biophysique moléculaire, ont également utilisé des cellules souches pour concevoir des tissus qui modélisent la façon dont le tissu cardiaque humain se contracte. En étudiant ces modèles de tissus cardiaques, ils ont déterminé qu’une infection virale non seulement tue les cellules du muscle cardiaque, mais détruit les unités de fibres musculaires responsables de la contraction du muscle.
Ils ont également montré que cette mort cellulaire et la perte de fibres musculaires cardiaques peuvent se produire même en l’absence d’inflammation. « L’inflammation peut être un second coup en plus des dommages causés par le virus, mais l’inflammation elle-même n’est pas la cause initiale de la blessure cardiaque », précise Lavine.
SARS-CoV-2 et dommages cardiaques : une interaction immunitaire unique
D’autres infections virales ont longtemps été associées à des dommages cardiaques, mais Lavine a déclaré que le SRAS-CoV-2 est unique dans l’effet qu’il a sur le cœur, en particulier sur les cellules immunitaires qui répondent à l’infection. Dans la COVID-19, les cellules immunitaires appelées macrophages, monocytes et cellules dendritiques, dominent la réponse immunitaire. Pour la plupart des autres virus qui affectent le cœur, ce sont les cellules T et les cellules B du système immunitaire qui sont en cause.
« La COVID-19 provoque une réponse immunitaire différente dans le cœur par rapport aux autres virus, et nous ne savons pas encore comment interpréter cela », a déclaré Lavine. « En général, les cellules immunitaires qui réagissent à d’autres virus ont tendance à être associées à une maladie relativement de courte durée qui se résorbe avec des soins de soutien. Mais les cellules immunitaires que nous observons chez les patients atteints de COVID-19 ont tendance à être associées à une maladie chronique qui peut avoir des conséquences à long terme. Ce sont des associations, nous aurons donc besoin de plus de recherche pour comprendre ce qui se passe ».
Des résultats confortés par des cas réels
Si ces questions de causalité dans les lésions cardiaques ont été difficiles à répondre, c’est en partie à cause de la difficulté à étudier les tissus cardiaques des patients atteints de COVID-19. Les chercheurs ont pu valider leurs conclusions en étudiant les tissus de quatre patients atteints de COVID-19 qui présentaient des lésions cardiaques associées à l’infection, mais des recherches supplémentaires sont tout de même nécessaires. À cette fin, Lavine et Diamond travaillent à la mise au point d’un modèle murin de la lésion cardiaque. Pour souligner l’urgence de ce travail, Lavine insiste sur la nature insidieuse des lésions cardiaques que peut causer la COVID-19.
« Même les jeunes qui ont eu des symptômes très légers peuvent développer plus tard des problèmes cardiaques qui limitent leur capacité d’exercice », a déclaré Lavine. « Nous voulons comprendre ce qui se passe afin de pouvoir le prévenir ou le traiter. En attendant, nous voulons que tout le monde prenne ce virus au sérieux et fasse de son mieux pour prendre des précautions et freiner la propagation, afin d’éviter une épidémie encore plus importante de maladies cardiaques évitables à l’avenir ».