Changements dans le cortex cérébral des patients COVID-19 associés à des biomarqueurs inflammatoires

Dans une récente étude publiée sur medRxiv* serveur de pré-impression, une équipe de chercheurs a examiné les dommages neurotoxiques de la région corticale du cerveau chez les patients hospitalisés en raison de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).

Plusieurs études de recherche ont examiné le dysfonctionnement neuronal chronique et les réponses hyperinflammatoires chez les patients infectés par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2). Cependant, les études n’ont pas évalué ces symptômes neurologiques et les complications neurologiques associées, observées dans 80% des cas de COVID-19 hospitalisés.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué plusieurs symptômes neurologiques et leur lien avec les indicateurs cliniques des processus inflammatoires chez les patients hospitalisés COVID-19. Ils ont sélectionné l’atlas Desikan-Killiany, ayant 33 régions corticales par hémisphère, et ont étudié son volume de matière grise (GMV) (cm³), épaisseur (Th) (mm) et surface (SA) (mm²) caractéristiques.

Ils ont examiné 33 patients à l’hôpital universitaire de Bâle qui ont participé à une étude transversale multicentrique entre août 2020 et avril 2021 et qui avaient 18 ans ou plus. En tant que témoins, des individus en bonne santé appariés selon l’âge et le sexe ayant le même protocole d’imagerie ont été recrutés dans le département de neurologie de l’Université de Bâle. Les chercheurs ont utilisé un modèle de régression linéaire pour comparer les mesures corticales entre les groupes d’étude et de contrôle.

Les chercheurs ont effectué un séquençage d’imagerie par résonance magnétique (IRM) tridimensionnel (3D) à haute résolution pondéré dans le temps de relaxation longitudinale (T1w) du cerveau de tous les participants éligibles ; en outre, un sous-ensemble de participants a subi un prélèvement de liquide céphalo-rachidien (LCR). Les tests de laboratoire comprenaient les leucocytes, le lactate, les taux de protéines, le rapport sang/albumine dans le LCR et cinq cytokines (cytokine induite par l’activation liée au facteur de nécrose plasmatique (TRANCE), récepteur plasmatique de la protéine de liaison des produits finaux de glycation avancée ( EN-RAGE), CSF-ostéoprotégérine (OPG), CSF-TRANCE et CSF-EN-RAGE). Les chercheurs ont effectué une analyse des cytokines à l’aide des panels d’inflammation et de neurologie cibles Olink 96.

Ils ont utilisé la suite d’analyse d’images FreeSurfer-6.0 pour la segmentation Th et GMV de chaque image MPRAGE (Rapid Gradient-Echo) préparée par magnétisation anatomique T1w, prise à l’aide de scanners IRM. Les covariables de l’étude étaient le sexe, l’âge, l’âge*le sexe, le volume intracrânien total/Th moyen/SA total et l’intensité du champ magnétique IRM.

Les chercheurs ont utilisé une corrélation partielle avec des ajustements aux mêmes covariables pour examiner les liens potentiels entre les caractéristiques corticales et les variables de laboratoire ; en outre, ils ont utilisé le taux de fausses découvertes (FDR) pour les ajustements des valeurs de p.

Résultats

Sur la base de leurs symptômes neurologiques, il y avait trois classes de participants à l’étude – classe I, classe II, classe III, présentant respectivement des symptômes neurologiques légers, modérés et sévères.

Les auteurs ont noté un GMV inférieur dans les régions corticales cingulaires et orbitofrontales chez certains des patients hospitalisés du SRAS-CoV-2 ; similaires aux anomalies IRM multifocales précédemment signalées chez les patients hospitalisés atteints du SRAS-CoV-2. Plus précisément, un GMV inférieur a été observé dans les régions cingulaire antérieure rostrale droite, orbitofrontale médiale gauche et frontale supérieure gauche avec une moyenne des patients de 0,38, 0,84 et 3,75, respectivement. Curieusement, le GMV était systématiquement associé négativement aux taux de protéines, au rapport CSF/sang-albumine et au CSF EN-RAGE.

Après correction FDR, la cohorte de patients et les témoins sains n’ont montré aucune différence significative entre les valeurs Th et SA. Dans le sous-ensemble de patients pris en compte pour l’étude sur le LCR, les leucocytes sanguins étaient négativement associés au GMV dans les régions orbitofrontale latérale droite et temporale inférieure gauche.

Comme supposé, les altérations cérébrales après l’infection par le SRAS-CoV-2 sont une réponse neuro-inflammatoire. Les résultats ont confirmé l’augmentation des taux de marqueurs inflammatoires indirects dans le LCR, notamment les protéines, le rapport sang/albumine et l’EN-RAGE.

Dans 18 régions localisées dans les lobes frontal, orbitofrontal et temporal du cortex cérébral, les auteurs ont observé le plus grand nombre de corrélations négatives pour les niveaux de protéines. Parmi ces protéines, le rapport LCR/sang/albumine et la cytokine EN-RAGE ont montré des corrélations négatives dans 15 et 17 régions corticales, respectivement.

Le rapport LCR/sang/albumine a montré une corrélation positive avec le cingulaire antérieur rostral gauche, l’orbitofrontal latéral gauche et la région paracentrale droite du cortex cérébral avec des valeurs p de 0,03, 0,02 et 0,04, respectivement. Cependant, il était corrélé négativement avec le cingulaire antérieur rostral gauche et le frontal moyen caudal droit. De plus, EN-RAGE a montré une corrélation positive avec la pars triangularis gauche avec une valeur p de 0,002. De même, SA a montré une corrélation significative entre l’EN-RAGE et le cortex cingulaire postérieur droit avec une valeur p de 0,04.

La relation entre ENRAGE, une cytokine qui active une cascade inflammatoire, et le rapport CSF/sang-albumine avec des volumes accrus dans certaines zones corticales a suggéré un processus inflammatoire déclenché par le SRAS-CoV-2 en raison d’une complication parainfectieuse secondaire ou après une infection directe moins probable. invasion.

De plus, les auteurs ont noté une association significative entre une diminution du GMV et Th dans les lobes frontaux, frontaux-orbitaux et temporaux du cortex cérébral des patients hospitalisés COVID-19.

Conclusion

Pour conclure, l’étude a démontré une association entre les niveaux de marqueurs inflammatoires du LCR et les modifications du GMV et du Th dans les régions frontale, orbitofrontale et temporale chez les patients hospitalisés du SRAS-CoV-2 présentant différents niveaux de symptômes neurologiques. Les auteurs ont suggéré que leurs résultats soient confirmés et élargis dans de futures études longitudinales sur des cohortes plus importantes.

*Avis important

medRxiv 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/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.