Publié le 26 novembre 2024

Blog Amal Fahmi – Organoïdes

« Nous avons démontré que le SARS-CoV-2 peut infecter le placenta humain et que le virus du Nil occidental présente également des caractéristiques d’infection placentaire .»

Étudier l'impact des infections virales sur le placenta et le cerveau fœtal avec des modèles ex vivo et des organoïdes 3D

Les infections virales pendant la grossesse augmentent le risque de complications tant pour les femmes enceintes que pour leurs fœtus, ce qui peut notamment se traduire par des symptômes plus graves, des taux accrus de fausses couches, ainsi que des altérations potentielles du développement, en particulier du cerveau. Le placenta, agissant comme une barrière vitale pendant la grossesse, peut parfois voir sa fonction protectrice altérée lorsque des infections virales entraînent une virémie chez les femmes enceintes. Dans de tels cas, le virus peut franchir la barrière placentaire, mettant potentiellement en danger le bien-être du fœtus et provoquant des altérations dans son développement, y compris celui de son cerveau.

Pour comprendre les mécanismes en jeu, il est nécessaire de disposer des modèles in vitro humains reproduisant fidèlement les infections virales dans les tissus placentaires et cérébraux fœtaux. Pour ce faire, nous avons utilisé des modèles sophistiqués tels que des explants de placenta humain et des organoïdes de cerveau pour étudier les infections par le SARS-CoV-2, le virus du Nil occidental (VNO) et le virus Zika (ZIKV). Ces modèles nous ont permis d’étudier le tropisme cellulaire, la propagation virale, ainsi que la caractérisation des réponses de l’hôte à l’infection.

Entretien avec la Dre Amal Fahmi

• Quel était l’objectif de votre thèse ?

  Ma thèse s’est concentrée sur deux objectifs principaux. Premièrement, nous avons cherché à fournir rapidement des informations durant la pandémie de COVID-19 dans le contexte de la grossesse. Plus précisément, j’ai étudié si le SARS-CoV-2 pouvait infecter le tissu placentaire humain et s’y propager, ce qui pourrait compromettre le développement fœtal. Pour ce faire, nous avons établi et caractérisé un nouveau modèle ex vivo du placenta humain pour évaluer la susceptibilité de ce tissu au SARS-CoV-2.
  
  Deuxièmement, j’ai étudié les effets potentiellement néfastes du virus du Nil occidental (VNO). Nous nous sommes particulièrement concentrés sur l’exploration de l’infection par le VNO pendant le développement cérébral en comparaison à un virus apparenté bien étudié, le virus Zika (ZIKV). Pour ce faire, nous avons mis en place et amélioré un modèle in vitro en 3D du cerveau humain fœtal basé sur des organoïdes de cerveau dérivé de cellules souches pluripotentes.

  

  L’infection d’explants placentaires (cercle rouge) ou d’organoïdes neuronaux humains (cercle bleu) par le SARS-CoV-2 ou des orthoflavivirus est suivie dans le temps. Les tissus et les milieux de culture sont collectés et traités pour analyse.

• Quels sont les résultats les plus importants de votre thèse ?

  Nous avons démontré que le SARS-CoV-2 peut infecter le placenta humain, et que le taux de réplication dépend fortement de l’expression d’ACE2, le principal récepteur cellulaire utilisé par SARS-CoV-2 pour infecter des cellules. Cela signifie qu’ACE2 joue un rôle crucial dans la susceptibilité du placenta à l’infection par le virus. Nous avons montré que l’expression d’ACE2 est différente pour chaque placenta et donc potentiellement pour chaque grossesse.
  
  De plus, nos recherches ont montré que le VNO présente des caractéristiques d’infection placentaire et des effets néfastes sur le développement cérébral similaires à ceux du ZIKV. En effet, nos résultats démontrent de manière concluante que le VNO peut infecter le placenta et potentiellement perturber le développement du cerveau fœtal humain.

• En quoi vos résultats vont-ils contribuer à faire avancer la recherche ?

  Nous avons développé avec succès un modèle ex vivo du placenta humain, offrant ainsi une plateforme pour approfondir la compréhension de la manière dont différents virus interagissent avec ce tissu vital. Par exemple, nous pouvons étudier les mécanismes spécifiques employés par les virus pour pénétrer le placenta, comme l’utilisation de récepteurs particuliers sur les cellules placentaires. De plus, nous avons démontré l’utilité des organoïdes cérébraux en tant que modèle pour étudier les mécanismes d’altération provoqués par une infection virale telle que celle du VNO. Ces modèles pourraient être utilisés pour évaluer l’efficacité de divers traitements antiviraux, afin de déterminer ceux qui pourraient minimiser les effets néfastes induits par une infection virale sur le développement du cerveau chez l’humain.

• De quoi êtes-vous le plus fière dans ce travail ?

  Premièrement, réaliser ma thèse pendant la pandémie de COVID-19 a été difficile mais également gratifiant. J’ai dû agir rapidement pour répondre à des questions fondamentales sur la biologie du SARS-CoV-2 dans les tissus placentaires, étant donné que la santé des femmes enceintes est au cœur des enjeux de santé publique. Il était crucial de publier nos découvertes au plus vite pour aider les femmes enceintes à prendre des décisions éclairées concernant le vaccin COVID-19. Deuxièmement, mon travail s’est penché sur des questions fondamentales concernant la biologie du VNO dans les tissus placentaires et cérébraux humains, en employant des modèles in vitro de pointe jamais utilisés dans ce contexte. Mettre en lumière l’impact potentiel du VNO pendant la grossesse a posé ses propres défis, exacerbés par le manque de recherches préalables dans ce domaine. Cependant, j’ai vécu cela comme une chance unique de contribuer à un domaine de recherche négligé mais important.

• Qu’avez-vous particulièrement apprécié dans la réalisation de votre thèse ?

  Tout au long de ma thèse, j’ai abordé les limites des approches de recherche actuelles et proposé des stratégies pour surmonter ces défis. En mettant l’accent sur l’importance de modèles complexes et physiologiquement pertinents, j’ai apporté ma contribution dans l’avancement de notre compréhension de la pathogenèse virale pendant la grossesse.

• Comment se sont passées vos années à l’IVI ?

  J’ai passé des années fantastiques à l’IVI. Tout le monde s’est toujours montré très accueillant, et je me suis sentie en sécurité et bienvenue. Les nombreuses discussions et les échanges se sont révélés agréables et fructueux. Je tiens aussi à remercier le groupe Alves, que j’ai eu la chance de rejoindre et qui, par son soutien quotidien et son ambiance positive, a grandement contribué à mon parcours.

• Quels sont vos prochains projets, qu’allez-vous faire maintenant ?

  Après avoir défendu ma thèse, je passerai de l’exploration des infections virales à l’exploration de diverses régions de notre monde. Cette période de répit servira de catalyseur pour de nouvelles perspectives et inspirations, afin d’alimenter ma prochaine aventure scientifique. J’ai hâte de me plonger dans le prochain défi de recherche et de contribuer aux découvertes de la communauté scientifique.