Publié le 30 juin 2025

Le virus mpox (variole du singe) peut-il se propager dans le cerveau humain ?

Le virus de la variole du singe (en vert) provoque la formation d’excroissances (neuritic beads), indiquant une neurodégénérescence des organoïdes cérébraux. Échelle : 25 µm. — © Image fournie par le laboratoire de biologie cellulaire et infectieuse.

Une collaboration entre des chercheurs de l’Institut de virologie et d’immunologie (IVI) et de l’Université de Berne, le Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV)  et le Laboratoire de Spiez a permis de découvrir que le virus mpox (MPXV) est capable de se propager rapidement dans des organoïdes cérébraux, entraînant la mort des cellules neuronales. Ces résultats mettent en lumière un aspect jusqu’alors inexploré des infections par le MPXV. Ce projet a reçu le soutien du Centre Multidisciplinaire des Maladies Infectieuses (MCID) de l’Université de Berne.

• Pourquoi cette étude est-elle importante ?

  La maladie mpox est causée par le MPXV. Si cette maladie a été peu étudiée jusqu’à présent, c’est notamment parce qu’elle ne touchait qu’une aire géographique limitée. Les complications graves qu’elle peut entraîner ont été particulièrement négligées. Notre étude porte sur un aspect jusqu’ici inexploré de la maladie : nous avons pu démontrer que le MPXV peut infecter le cerveau humain et causer de graves dommages. Compte tenu de l’augmentation récente du nombre de cas de mpox, c’est une découverte importante. D’une part, les résultats que nous avons obtenus font la lumière sur la pathologie du virus et, d’autre part, nous suggérons aussi des possibilités de traitement, ce qui est crucial en termes de santé publiques.

• Description de l’étude

  On sait peu de choses sur l’impact d’une infection par le MPXV sur le cerveau humain. Pour explorer cet aspect de la maladie, nous avons exposé des organoïdes de cerveau humain à un isolat de MPXV prélevé en 2022 sur un patient suisse. Nous avons suivi la réplication du virus et observé ses effets sur les cellules neurales au fil du temps. En utilisant l’imagerie de cellules en temps réel, nous avons confirmé que le virus se propage de cellule à cellule le long des neurofilaments. Nous avons aussi testé des traitements antiviraux pour évaluer leur efficacité à réduire l’infection.
  
  Les organoïdes cérébraux sont des modèles tissulaires en 3D, générés à partir de cellules souches pluripotentes humaines. Au cours de leur processus de maturation, celles-ci se transforment en cellules neurales qui développent des structures imitant les caractéristiques spécifiques du cerveau. La culture de ces organoïdes cérébraux est délicate. Mais le jeu en vaut la chandelle, car ils présentent un énorme potentiel pour la recherche sur les maladies neurologiques : ils fournissent un modèle humain complexe qui permet dans certains cas de s’affranchir des limites pratiques qui se posent lorsque l’on doit passer par l’expérimentation animale. C’est donc un modèle biologique qui va dans le sens des principes des 3R.

• Quelles sont les principales découvertes ?

  Nous avons découvert que le MPXV infecte les organoïdes cérébraux humains et se propage rapidement de cellule à cellule, entraînant la mort neuronale. Cette propagation virale se produit sans dommage visible sur la morphologie extérieure du tissu, mais provoque la formation d’excroissances en série, appelées « neuritic beads » – une caractéristique des maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer. De plus, nous avons démontré que l’utilisation de tecovirimat – un médicament antiviral – peut réduire significativement l’infection par le MPXV, ce qui ouvre la voie à d’éventuelles stratégies de traitement.
  
  S’il est connu que le MPXV provoque des lésions cutanées et des effets systémiques, nous avons en revanche été surpris par la façon dont il se propage dans le cerveau. Nous ne nous attendions pas à ce que les organoïdes cérébraux ne présentent aucun changement de leur morphologie extérieure, alors que l’on constate des dommages neuronaux importants. Découvrir que la formation des « neuritic beads » précède la mort des cellules neuronales a fait avancer notre compréhension du potentiel pathologique du virus.

• Prochaine étape

  Nous souhaitons approfondir la recherche en lien avec nos résultats afin d’élucider les mécanismes qui sous-tendent nos observations. De plus, nous observons actuellement une augmentation du nombre de cas de mpox causés par d’autres lignées de MPXV, ce que l’on appelle des clades. Nous sommes impatients de déterminer si nos résultats sont propres à l’isolat viral utilisé dans notre étude, ou si le même mécanisme peut être observé pour d’autres clades de MPXV. Par ailleurs, nous nous efforçons d’augmenter la complexité de notre modèle organoïde, afin qu’il reflète encore mieux le cerveau humain. Nous travaillons actuellement à améliorer l’intégration de la microglie, un type de cellule immunitaire spécifique au cerveau. L’utilisation d’organoïdes similaires plus complexes pourrait nous aider à recueillir davantage d’informations sur la manière dont notre système immunitaire réagit à une infection du cerveau par le MPXV.

Titre et lien de la publication (Nature Communications 30.6.2025)
Monkeypox virus spreads from cell-to-cell and leads to neuronal death in human neural organoids

Auteurs
Isabel Schultz-Pernice, Amal Fahmi, Francisco Brito, Matthias Liniger, Yen-Chi Chiu, Teodora David, Blandina I. Oliveira Esteves, Antoinette Golomingi, Beatrice Zumkehr, Markus Gerber, Damian Jandrasits, Roland Züst, Selina Steiner, Carlos Wotzkow, Fabian Blank, Olivier B. Engler, Artur Summerfield, Nicolas Ruggli, David Baud and Marco P. Alves

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Communiqué de presse (anglais)
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