La plupart des gens pensent que le virus de l’herpès simplex de type 1 (VHS-1) n’est qu’un souci esthétique: le virus peut provoquer des poussées d’herpès labial sur les lèvres ou le visage, qui guérissent généralement d’eux-mêmes en environ deux semaines. Or l’infection par le VHS-1 peut être plus grave. Le virus cible les neurones sensoriels du visage, où il demeure habituellement latent.
Dans des cas rares, il migre vers le système nerveux central et provoque une inflammation cérébrale potentiellement mortelle. On étudie également le possible rôle du VHS-1 dans la maladie d’Alzheimer: sa persistance dans notre système nerveux pourrait endommager les cellules neuronales.
LA PEAU N’EST PAS UNE BARRE FONCTIONNELLE UNIFORME FACE À L’HERPÈS
Des chercheurs du Centre Max Delbrück et du Centre Médical Universitaire Hamburg-Eppendorf (tous deux en Allemagne) ont étudié, à l’aide d’organoïdes cutanés, comment progresse l’infection par le virus du herpes simplex type 1 entre les cellules cutanées voisines, approfondissant ainsi notre connaissance. Le travail est publié dans ‘Science Advances’.
Le docteur Emanuel Wyler, scientifique du laboratoire de Biologie de l’ARN et de la Régulation Posttranscriptionnelle du Centre Max Delbrück, s’intéresse depuis longtemps à comprendre comment le virus cause la maladie. Maintenant, aux côtés de ses collaborateurs du Centre Médical Universitaire Hamburg-Eppendorf (UKE), il a retracé pas à pas comment le VHS-1 infecte les multiples couches de cellules de la peau. Utilisant des organoïdes cutanés humains avec des poils comme modèle, les chercheurs ont tracé une carte de la propagation du virus et quelles molécules de signalisation libèrent les cellules voisines lorsqu’elles s’infectent.
L’équipe incluait la docteure Manja Czech-Sioli, autrice principale de l’article à l’UKE, qui a déclaré: « Il était fascinant d’observer comment le virus se propageait à travers le tissu organoïde, d’un type de cellule à l’autre, et aussi comment chaque type de cellule réagit.
La peau est organisée comme un sandwich de couches. La couche protectrice la plus externe est l’épiderme, composé principalement de kératinocytes. En dessous se trouve le derme, une couche de soutien riche en fibroblastes. Les follicules pileux traversent ces couches, qui contiennent aussi des fibres nerveuses sensorielles.
Les organoïdes cutanés ont permis à l’équipe d’étudier l’infection dans un modèle tissulaire tridimensionnel complexe. Si bien les cultures cellulaires plates peuvent révéler comment se comportent les virus dans un seul type de cellule, ces organoïdes contiennent de nombreuses caractéristiques de la peau humaine réelle: des cellules épidermiques, des cellules dermiques, des follicules pileux et des cellules ressemblant à des nerfs. Par conséquent, ils constituent un modèle plus adapté pour comprendre la progression de l’infection VHS-1.
L’équipe a découvert que le virus n’infectait pas tous les types de cellules cutanées de la même manière. Les fibroblastes du derme présentaient de grandes quantités de virus au début de l’infection. Les kératinocytes basaux, situés dans la partie inférieure de l’épiderme, et plusieurs types de cellules des follicules pileux présentaient des quantités relativement plus faibles, même lorsqu’il y avait des cellules infectées à proximité. Le virus n’atteignait les follicules pileux et les neurones sensoriels qu’ultérieurement, ce qui indique que les deux types de cellules pourraient posséder une certaine résistance innée au virus.
LES CELLULES ACTIVENT LEURS PROPRES DEFENSES FACE À L’INFECTION
Par la suite, les chercheurs ont combiné l’imagerie avec la transcriptomique spatiale, qui mesure l’activité génétique dans les cellules individuelles tout en préservant leur localisation dans les tissus. Cela leur a permis d’étudier la ligne de front de l’infection (la zone où le VHS-1 venait d’arriver dans de nouvelles cellules) et d’identifier quels gènes étaient activés.
Dans la ligne de front, les fibroblastes dermiques ont activé IER3, un gène connu pour répondre au VHS-1, par exemple, et les kératinocytes basaux ont augmenté l’expression d’IRF3, un régulateur des défenses antivirales. Ils ont également découvert que les membres de la famille des molécules de signalisation du facteur de necrose tumorale (TNF) s’activent de manière coordonnée sur le plan spatial.
« Les TNF activent le système immunitaire et pourraient jouer un rôle clé dans la détermination de la capacité de notre organisme à contrôler l’infection », explique Wyler.
Les futurs modèles d’organoïdes qui intègrent des cellules immunitaires et des vaisseaux sanguins pourraient aider les chercheurs à étudier comment le corps contrôle le VHS-1 avant qu’il n’atteigne les nerfs, pourquoi certaines cellules ralentissent le virus alors que d’autres favorisent sa réplication, et comment l’infection et l’inflammation qui en résulte endommagent les tissus.
