Publié le 18 mai 2026

Blog Isabel Schultz-Pernice – Organoïdes

« Nos résultats devraient permettre de mieux comprendre les pathologies associées au virus de la variole du singe, au virus de l’encéphalite à tiques et au virus Zika […] »

Le cerveau, un vrai casse-tête : étude des infections virales neurotropes à l’aide d’organoïdes

Les urgences de santé publique liées aux agents pathogènes zoonotiques ont considérablement augmenté ces dernières décennies en raison des activités humaines. Les virus neurotropes représentent une menace particulièrement grave pour la santé humaine. Malgré l’impact mondial de ces agents pathogènes, certains aspects essentiels de leur cycle de vie viral et de leurs interactions hôte-pathogène déterminant l’évolution de la maladie et la sensibilité aux traitements ne sont pas encore totalement compris.

Afin de combler ces lacunes et permettre de mieux se préparer aux épidémies, ma thèse a consisté à étudier des aspects clés de la pathogenèse virale du virus de la variole du singe (mpox), du virus de l’encéphalite à tiques et du virus Zika à l’aide d’organoïdes neuronaux humains, un modèle in vitro avancé du cerveau humain. Les résultats obtenus démontrent que des systèmes in vitro complexes peuvent fournir des informations précieuses sur les interactions hôte-pathogène à différentes échelles, allant des mécanismes fondamentaux de l’infection à l’identification de stratégies thérapeutiques.

Interview avec la Dre Isabel Schultz-Pernice

• Quel était l’objectif de votre thèse ?

  Ma thèse a consisté à comprendre des aspects clés de la neuropathogenèse associée aux trois virus suivants : virus de la variole du singe (mpox), virus de l’encéphalite à tiques et virus Zika. J’ai étudié ces agents pathogènes à différents niveaux, allant des mécanismes fondamentaux de l’infection à l’évaluation de stratégies antivirales offrant un potentiel clinique. Pour ce faire, j’ai utilisé des organoïdes neuronaux humains, un modèle in vitro tridimensionnel qui reproduit certaines caractéristiques essentielles du cerveau humain.

• Quels sont les principaux résultats de votre thèse ?

  Mon premier projet était d’étudier les mécanismes sous-tendant l’encéphalite liée au virus mpox, une complication neurologique rare mais sévère. Nous avons montré que le virus mpox se propageait directement entre neurones le long des axones et des dendrites. Nos observations permettent de formuler l’hypothèse selon laquelle le virus détournerait le système de transport intracellulaire de la cellule hôte, perturbant ainsi les fonctions cellulaires normales. En effet, les neurones infectés ont développé des gonflements séquentiels le long des neurites, témoignant de lésions neuronales, ce qui a finalement conduit à la mort cellulaire. Sur la base de ces résultats, nous avons montré que le médicament antiviral tecovirimat réduisait la propagation virale, mais qu’il ne prévenait pas les lésions neuronales.

  Dans mon second projet, je me suis intéressé au virus de l’encéphalite à tiques, un agent pathogène endémique dont l’incidence est en augmentation constante. Nous avons montré que, dans des organoïdes neuronaux humains, l’infection reproduisait des caractéristiques clés de l’encéphalite à tiques, notamment une mort neuronale marquée. En collaboration avec l’institut pour les maladies infectieuses de Berne (Institut für Infektionskrankheiten, IFIK) et l’institut de recherche vétérinaire de Brno, en Tchéquie (Veterinary Research Institute), nous avons ensuite évalué l’efficacité de quatre composés antiviraux contre l’infection par le virus de l’encéphalite à tiques. En intégrant plusieurs modèles in vitro et ex vivo, nous avons identifié deux composés capables d’inhiber efficacement la réplication virale dans des systèmes physiologiquement pertinents.

  Mon troisième projet a quant à lui consisté à étudier les mécanismes de pénétration du virus Zika dans la cellule, en collaboration avec le Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV). Nous avons découvert que la protéine inhibitrice de l’activateur du plasminogène -1 contribuait aux premières étapes de l’infection par le virus Zika, ce qui suggère un potentiel thérapeutique intéressant.

  

  Image d’immunofluorescence d’une coupe d’organoïde neuronal humain montrant son organisation interne et ses principales populations cellulaires. Les cellules progénitrices neurales (magenta) forment des structures creuses ressemblant à des ventricules, entourées de couches denses de neurones (jaune). Les noyaux cellulaires sont représentés en bleu. Échelle : 1 mm.

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

  Malgré les nombreuses recherches réalisées sur les virus neurotropes, de nombreuses maladies causées par ces virus demeurent mal comprises et les options thérapeutiques se limitent le plus souvent à des soins qui visent uniquement à soulager les symptômes. Nos résultats devraient permettre de mieux comprendre les pathologies associées au virus mpox, au virus de l’encéphalite à tiques et au virus Zika et d’ouvrir ainsi la voie au développement de stratégies thérapeutiques plus efficaces.

• De quels aspects de votre thèse êtes-vous la plus fière ?

  Depuis mes études de master, je m’intéresse particulièrement à l’utilisation de modèles in vitro humains complexes et à leur potentiel pour faire progresser la recherche scientifique en appliquant les principes des 3R (replace, reduce, refine) dans l’expérimentation animale. Au travers de mes travaux, j’ai contribué à la compréhension de diverses pathologies virales en utilisant différents systèmes in vitro, mettant ainsi en évidence la valeur et le potentiel de ces modèles pour faire progresser les connaissances dans le domaine biomédical. Il s’agit d’un aspect de mon travail dont je suis particulièrement fière.

• Qu’avez-vous particulièrement apprécié au cours de votre thèse ?

  J’ai beaucoup aimé acquérir des compétences expérimentales avancées et j’accorde maintenant une grande importance à la possibilité de transmettre ces connaissances à travers l’enseignement et l’encadrement d’autres étudiants. Ces quatre ans passés à l’IVI ont été un apprentissage continu, qui m’ont permis de progresser et de perfectionner mes compétences techniques, allant de la culture d’organoïdes neuronaux humains au travail avec des agents pathogènes de niveau de biosécurité 3.

  J’ai également beaucoup apprécié la possibilité de contribuer à faire avancer la recherche dans un domaine actuel en constante évolution, en utilisant des méthodologies de pointe. Dans un monde où les épidémies de virus zoonotiques deviennent de plus en plus préoccupantes, j’ai trouvé particulièrement stimulant de contribuer à faire avancer la recherche en travaillant avec des systèmes modèles humains complexes.

• Que retenez-vous de votre temps passé à l’IVI ?

  J’ai eu beaucoup de plaisir à l’IVI et j’ai apprécié chaque aspect de cette expérience.  L’équipe exceptionnelle qui m’a accueillie et l’environnement de travail motivant ont fortement contribué à chacune des étapes de mon doctorat. Cette période m’a permis de prendre pleinement conscience du fait que le succès d’une étude dépendait largement du travail en équipe et qu’il était essentiel de pouvoir compter sur les idées et la confiance des collègues.

  Je suis infiniment reconnaissante d’avoir eu la chance de travailler avec des personnes remarquables durant mes années à l’IVI.

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

  Au cours de ma thèse, j’ai eu le privilège de côtoyer de nombreux chercheurs exceptionnels, qui ont été de véritables mentors pour moi. J’aimerais vraiment pouvoir rendre la pareille à d’autres jeunes chercheurs dans notre équipe, et partager avec eux une expérience humaine comparable.

  Ces prochains mois, je poursuivrai mes activités d’enseignement et de recherche au sein du laboratoire « Cell & Infection Biology Lab » du Prof. Dr Marco Alves pour faire progresser les projets en cours, explorer de nouvelles pistes de recherche et accompagner les nouveaux membres du laboratoire dans le développement de leurs compétences. Je me réjouis aussi de continuer et d’achever le Certificate of Advanced Studies (CAS) dans le domaine « One Health » à l’Université de Berne, où je suis actuellement inscrite.

Publications

• Monkeypox virus spreads from cell-to-cell and leads to neuronal death in human neural organoids | Nature Communications
• Bemnifosbuvir and remdesivir inhibit tick-borne encephalitis virus infection in complementary in vitro and ex vivo disease models | bioRxiv
• Plasminogen activator inhibitor-1 regulates Zika virus infection | Research Square