Saskatoon abrite l'une des lumières les plus brillantes de la planète. Et, en tant que scientifique au milieu d'une crise sanitaire mondiale, Jake Pushie y a été attiré.
Lorsque la pandémie a frappé, Pushie était au Saskatchewan Cerebrovascular Centre où il étudiait les effets des accidents vasculaires cérébraux. Alors que des signes troublants commençaient à émerger selon lesquels pour certains, COVID-19 pouvait jeter une ombre de maux longtemps après la guérison, il a changé de concentration et s'est tourné vers le synchrotron pour en explorer les raisons.
La Canadian Light Source est le seul synchrotron au Canada, un accélérateur de particules qui génère une lumière des millions de fois plus brillante que le soleil. Cette lumière de tout le spectre peut être dirigée pour éclairer toutes sortes de matériaux dans toute leur profondeur atomique.
Pour Pushie, il offre un point de vue essentiel pour explorer le sillage moléculaire que COVID-19 peut laisser sur le système vasculaire, augmentant potentiellement les risques de maladie chronique à long terme.
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« Nous pouvons effectuer un zoom avant et examiner les cellules individuelles et ce qui change avec ces cellules. Et puis nous pouvons faire un zoom arrière et regarder cet effet sur l'ensemble de l'organe, puis au niveau de l'organisme. »
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Son hypothèse est que pour un nombre important de personnes, une infection grave peut entraîner des dommages durables aux vaisseaux sanguins du corps. Ces dommages peuvent altérer la circulation de l'oxygène, en particulier dans les organes hautement vascularisés comme le cœur, les poumons et le cerveau.
À long terme, cela pourrait augmenter les facteurs de risque de maladies comme la démence, les accidents vasculaires cérébraux et les maladies cardiaques.
L'étude se concentre sur l'endothélium - la paroi interne des vaisseaux sanguins qui s'étend sur l'intégralité du système circulatoire. Tout comme la muqueuse des poumons, ces tissus sont particulièrement vulnérables à l'infection et à l'inflammation au COVID-19.
L'endothélium est l'interface cruciale entre le sang et les tissus du corps, et tout dommage durable pourrait réduire la capacité du système vasculaire à oxygéner efficacement le corps.
Jake Pushie, chercheur à l'Université de la Saskatchewan, tient un échantillon de tissu.
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C'est la persistance de certains symptômes chez les long-courriers dits COVID-19 qui a d'abord attiré Pushie dans cette voie. Cela l'a frappé que les symptômes fréquemment rapportés comme le brouillard cérébral, les douleurs thoraciques, les problèmes rénaux, tous impliquent des organes avec une circulation sanguine abondante.
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« Si vous avez un problème d'approvisionnement en sang, l'endroit où vous allez le voir en premier sera les organes les plus fortement vascularisés et qui dépendent le plus d'un approvisionnement en sang constant pour leur fonction. Et c’est, je pense, ce que nous voyons dans un certain nombre de ces cas de COVID après la guérison. »
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Imagerie élémentaire d'échantillons de tissus produits par le synchrotron à Canadian Light Source.
Jake Pushie/Université de la Saskatchewan
Récemment, deux études ont signalé une dysfonction érectile chez des hommes qui se sont remis de COVID-19, une évolution qui ne surprend pas Pushie.
« C'est un organe très vascularisé. Et pour obtenir et maintenir une érection, c'est un problème de circulation sanguine », a-t-il déclaré.
"Vous avez besoin que ces vaisseaux sanguins s'ouvrent pour fournir suffisamment de sang à cet organe pour obtenir une érection. Donc absolument, toute réduction du flux sanguin va poser un problème. Mais je pense que nous devons également être conscients qu'il y a plusieurs facteurs ici. »
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COVID et tissu cicatriciel
La question clé est de savoir dans quelle mesure du tissu cicatriciel pourrait se former le long de l'endothélium dans les vaisseaux sanguins après une infection au COVID-19. Comme les cicatrices qui se développent à la surface de la peau - des tissus qui sont réparés, mais jamais tout à fait les mêmes car ils ne peuvent pas transpirer ou faire pousser des cheveux - le tissu cicatriciel vasculaire n'a pas la résilience et la fonctionnalité du tissu sain qu'il remplace.
"Avec les vaisseaux sanguins, … vous avez besoin d'oxygène pour diffuser hors de ces capillaires à paroi très mince vers les extrémités où ils fournissent leur oxygène pour que les organes cibles fonctionnent", a déclaré Pushie.
"Si vous avez un gonflement et une inflammation, suivis d'un remodelage autour des vaisseaux sanguins, ces vaisseaux sanguins … ne seront pas en mesure de fournir de l'oxygène et d'autres nutriments ou d'éliminer les déchets des organes cibles de manière aussi efficace."
Pour certaines personnes, Pushie pense que cela pourrait produire un héritage de problèmes de santé à long terme. Il souligne des liens bien établis entre la santé vasculaire et des maladies comme la maladie d'Alzheimer, les maladies cardiaques et les accidents vasculaires cérébraux.
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Les tissus organiques à l'étude proviennent tous d'animaux - principalement des hamsters et des furets. Les tissus humains pour ce type de recherche sont difficiles à trouver, et la nature à long terme de l'étude nécessite de se concentrer sur ceux qui se sont remis de la maladie, excluant largement les échantillons post-mortem de ceux qui y ont succombé..
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«Nous nous concentrons principalement sur les animaux, simplement parce qu'il est très difficile d'obtenir des tissus humains en ce moment dans de nombreux pays, pas seulement au Canada. Certes, si nous sommes intéressés à regarder le cœur ou le cerveau, nous n'obtiendrons ce type de tissu que sur des patients décédés du COVID, ce qui signifie que nous orientons déjà toutes nos recherches vers les cas les plus graves. "
En revanche, les sujets animaux sont facilement gérés dans les paramètres de la recherche.
« Dans le cas des animaux, nous pouvons contrôler très soigneusement les conditions. Nous savons exactement combien de temps ils ont été contagieux. Nous savons combien de temps il leur a fallu pour récupérer. Et ensuite, nous pouvons surveiller leur comportement une fois qu'ils se sont rétablis et les conserver aussi longtemps que nous en avons besoin pour l'étude. "
La lumière la plus brillante au Canada
Le synchrotron est un outil puissant et essentiel pour mener à bien ce type de recherche, selon Pushie.
« Sans le synchrotron, nous ne serions tout simplement pas en mesure de faire la majorité de nos investigations », dit-il. "Et ce que cela nous permet de faire, c'est… d'aller au niveau moléculaire, ce que vous ne pouvez tout simplement pas faire avec ce que nous appelons une source de laboratoire, un instrument qui serait assis sur une paillasse dans un laboratoire de recherche. "
Contrairement à un microscope traditionnel, le synchrotron projette de la lumière sur l'ensemble du spectre - infrarouge, rayons X, micro-ondes - qui peuvent tous éclairer les matériaux du sujet de manière unique.
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Pour y parvenir, l'installation accélère des rafales d'électrons autour d'une piste, à peu près de la taille d'un terrain de football, à des vitesses proches de la vitesse de la lumière. De grandes quantités d'énergie sont générées et canalisées dans des faisceaux de lumière hautement focalisés. Cette lumière est ensuite dirigée vers des objets de toutes sortes : des pièces de monnaie anciennes, des os de dinosaures et maintenant des tissus infectés par le COVID.
« Averti est prévenu »
Pour toutes les inconnues qui accompagnent le nouveau coronavirus, Pushie dit qu'il est d'autant plus important d'enquêter et d'évaluer les risques futurs pour ceux qui se sont remis de l'infection.
«Même dans les cas où les gens se sont rétablis et qu'ils retournent à leur vie quotidienne, ils pourraient abriter des facteurs de risque importants qu'ils emportent avec eux dans leur avenir. Je pense au vieil adage « Averti est prévenu ». Il est vraiment important que les gens comprennent cela afin qu'ils puissent prendre la décision la plus éclairée possible pour eux-mêmes. »
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