La recherche révèle l’impact durable du COVID-19 sur la fonction et la structure du cerveau

Dans un récent document de recherche préimprimé* téléchargé sur le Place de la recherche serveur, les chercheurs ont étudié la physiopathologie des défauts cognitifs post-COVID-19. Ils ont utilisé des biomarqueurs sériques et la neuroimagerie de 351 patients atteints du COVID-19, comparés à 2 927 témoins sains. Leurs résultats mettent en valeur que les infections par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) étaient associées à des niveaux accrus de marqueurs de lésions cérébrales et à des réductions du volume du cortex cingulaire un an après l’hospitalisation des cas. Les défauts cognitifs se sont avérés globaux et comprenaient des réductions cognitives subjectives et objectives. Les enquêtes sur les futures interventions thérapeutiques potentielles ont révélé que l’administration de corticostéroïdes pendant la phase aiguë de l’infection par le SRAS-CoV-2 produisait un effet protecteur contre les pertes cognitives.

Étude: Les déficits cognitifs post-COVID à un an sont mondiaux et associés à des marqueurs élevés de lésions cérébrales et à une réduction du volume de matière grise : étude prospective nationale. Crédit d’image : Ralwell/Shutterstock

*Avis important: Place de la recherche publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ni être traités comme des informations établies.

Les infections respiratoires par le SRAS‑CoV‑2 peuvent-elles altérer la cognition ?

La maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) induite par le SRAS-CoV-2 est une maladie virale hautement contagieuse qui a coûté la vie à plus de 7 millions d’humains et en a infecté près de 100 fois ce nombre depuis sa découverte fin 2019. La pandémie qui en résulte. a eu de graves répercussions sur les soins de santé, l’économie et les infrastructures mondiales. Il est alarmant de constater que plus de 60 % des survivants du COVID-19 présentent des symptômes persistants même des mois ou des années après la guérison de la primo-infection, ce qui nuit considérablement à leur qualité de vie. En outre, les infections aiguës par le SRAS‑CoV‑2 ont été associées à plusieurs comorbidités, dont la plupart restent relativement inexplorées.

Les déficiences sensorielles (principalement olfactives et auditives) et cognitives font partie des comorbidités les plus fréquemment signalées du COVID-19. Malheureusement, alors qu’un nombre croissant de recherches visent à explorer la physiopathologie sensorielle, les impacts neurologiques du COVID-19 restent jusqu’à présent un mystère, même si près de 33 % de tous les patients atteints du COVID-19 présentent une perte cognitive. La plupart des recherches dans ce domaine restent observationnelles et, jusqu’à présent, les connaissances scientifiques se limitent au SRAS-CoV-2, qui provoque une encéphalopathie et un délire chez certains de ses survivants. Le nombre limité d’études sur la neuropathologie associée au COVID-19 utilisent des mesures sous-optimales pour évaluer la cognition et excluent entièrement les examens de substrats biologiques.

Comprendre les lésions cérébrales et les modifications structurelles potentielles associées au COVID-19 nécessite une neuroimagerie à haute résolution en tandem avec des évaluations de biomarqueurs neurologiques. Ces outils permettraient d’élucider les évaluations physiopathologiques post-aiguës (plus de trois mois après une infection grave par le SRAS‑CoV‑2), constituant ainsi la première étape vers l’amélioration de la qualité de vie des patients présentant des symptômes cognitifs persistants.

À propos de l’étude

La présente étude vise à améliorer la compréhension scientifique de la neuropathologie associée au COVID-19 en comparant les biomarqueurs neurologiques et les scans neuronaux à haute résolution entre les patients atteints de COVID-19 aigu (nécessitant une hospitalisation) et les témoins sains. La cohorte de l’étude est issue de la COVID-19 Clinical Neuroscience Study (COVID-CNS), une étude prospective basée au Royaume-Uni menée par le National Institute of Health Research (NIHR) visant à élucider les complications psychiatriques et neurologiques de COVID 19.

Les critères d’inclusion de l’étude comprenaient l’âge (16 ans et plus), l’hospitalisation (pour la cohorte de cas) et l’absence de diagnostic neurologique antérieur. La collecte de données comprenait des données anthropométriques et démographiques (âge, sexe, état de fragilité clinique, origine ethnique et époque de l’infection au COVID-19) et des rapports médicaux (gravité de l’infection au COVID-19 et évaluations neurologiques/psychiatriques). Les cas ont été appariés à huit témoins sélectionnés pour refléter aussi fidèlement que possible l’âge, le sexe, l’origine ethnique et l’époque des cas d’infection.

L’évaluation cognitive spécifique à l’étude a été réalisée à l’aide de trois cycles de la batterie d’évaluation Cognitron, le premier cycle comprenant une évaluation supervisée en personne et les deux tours suivants en ligne.

« Les tâches cognitives ont été sélectionnées pour être échantillonnées dans cinq domaines définis par la classification DSM-5 (45) – Fonction exécutive ; Apprentissage et mémoire ; Attention complexe ; Contrôle perceptivo-moteur et langage. La précision et les RT médians ont été extraits par tâche, comprenant 13 mesures.

Le sérum collecté auprès des participants à l’étude a été utilisé pour l’évaluation des biomarqueurs des lésions cérébrales, en prenant les lectures de 60 volontaires sains (du NIHR BioResource) comme valeurs de base normatives. L’imagerie par résonance magnétique de 3,0 Tesla (IRM 3T) a été utilisée pour la neuroimagerie et comprenait des analyses du gyrus parahippocampique, du cortex entorhinal, du cortex cingulaire antérieur, de l’insula, du cortex orbitofrontal et du gyrus temporal supérieur.

Les analyses statistiques comprenaient des modèles linéaires comparant les cas et les témoins, corrigés des caractères démographiques.

Résultats de l’étude

Trois cent cinquante et un cas et 2 927 témoins répondaient aux critères d’inclusion de l’étude et constituaient la cohorte de l’étude. Les évaluations neurologiques ont révélé que les scores Cognitron étaient significativement inférieurs dans les cas par rapport aux témoins dans les cinq domaines mesurés, les cas présentant une encéphalopathie ayant les scores les plus bas parmi les cohortes. La précision cognitive et les temps de réponse étaient nettement inférieurs aux attentes de base, quelle que soit la gravité de l’infection par le SRAS‑CoV‑2.

a : Marqueurs de lésions cérébrales en pg/mL par groupe de diagnostic. Limite inférieure de quantification (LLOQ marquée (en pointillés)) si incluse dans l’échelle. Valeurs normatives de n = 60 contrôles sains. * p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ns= non significatif. b : Régions cérébrales représentées par les phénotypes dérivés d’images (IDP) utilisés dans les analyses. Ces régions sont morcelées selon l'atlas cortical de Desikan-Killiani. Pour chaque région et régions combinées, des composites IDP pour l'épaisseur et le volume ont été utilisés. ✶ = Composites IDP qui ont des corrélations significatives avec la cognition globale (Tableau supplémentaire 3). Créé à l'aide de Matlab et BrainNet Viewer (54). c : Nuages ​​de points pour les scores z composites de l'IDP par rapport à l'écart global par rapport aux attentes dans la cohorte globale, avec une ligne de tendance en noir et un intervalle de confiance à 95 % en gris. Signification persistante après correction du taux de fausses découvertes pour plusieurs comparaisons

De manière alarmante, les évaluations de suivi ont révélé que la récupération cognitive prenait des mois et, dans certains cas, restait incomplète. Les infections par le SRAS‑CoV‑2 à la première époque étaient associées aux durées de récupération les plus prolongées et au risque de guérison incomplète le plus élevé.

Les évaluations des biomarqueurs ont montré que la chaîne légère des neurofilaments sériques et la protéine acide fibrillaire gliale, deux biomarqueurs de lésions cérébrales, étaient significativement plus élevées chez les patients ayant déjà eu des infections par le SRAS-CoV-2 que chez les témoins sains. Même parmi les patients atteints du COVID-19, les protéines Tau étaient régulées positivement, correspondant au degré de déficience cognitive observée.

L’analyse unidirectionnelle de la variance (ANOVA) des scores z du phénotype dérivé d’images composites (IDP) a révélé des réductions de l’épaisseur et du volume du cerveau entre les cohortes de cas et les cohortes témoins. Étant donné que le SRAS-CoV-2 envahit rarement le cerveau, ces résultats suggèrent que les lésions cérébrales sont d’origine immunitaire.

Conclusions

La présente étude présente la première enquête formelle sur la physiopathologie des troubles cognitifs associés au COVID-19 en utilisant à la fois des biomarqueurs et la neuroimagerie à haute résolution. Les comparaisons entre 351 patients atteints de COVID-19 aigu et 2 927 témoins sains à travers des évaluations cognitives, de biomarqueurs et de neuroimagerie révèlent que le COVID-19 a un impact significatif et global sur la fonction neurologique via des lésions cérébrales mesurables et une perte d’épaisseur et de volume du cerveau. Ces résultats suggèrent que les blessures causées par une infection modérée à sévère par le SRAS‑CoV‑2 sont d’origine immunitaire.

« Cependant, il faut être prudent à la fois pour déduire la cause et l’effet, et pour extrapoler ces résultats à une population plus large de COVID-19. Les mécanismes qui sous-tendent cette construction potentiellement immunitaire de dépression, de cognition et de lésions cérébrales doivent être davantage élucidés pour permettre le développement d’interventions thérapeutiques ciblées.

*Avis important: Place de la recherche publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ni être traités comme des informations établies.