Dans une étude récente publiée dans Communications naturelles, les chercheurs étudient la physiopathologie du malaise post-effort (PEM) chez les patients atteints de la longue maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), en se concentrant sur les modifications des muscles squelettiques, la capacité d’exercice, les perturbations métaboliques et les altérations tissulaires.
Étude: Les anomalies musculaires s’aggravent après un malaise post-effort lors d’un long COVID. Crédit d’image : Photographie de Davizro/Shutterstock.com
Arrière-plan
Les séquelles chroniques des infections aiguës, telles que les séquelles post-aiguës du COVID-19 (PASC) ou du COVID long, ont un impact significatif sur des millions de personnes dans le monde. Ces conditions sont associées à un large éventail de symptômes, notamment une tolérance réduite à l’exercice et la PEM.
Les théories sur ces symptômes dans les cas de COVID long vont du dysfonctionnement mitochondrial à l’accumulation de dépôts amyloïdes et à l’inflammation systémique. Néanmoins, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre pleinement la physiopathologie complexe de la COVID longue et développer des traitements efficaces pour ses symptômes divers et débilitants.
À propos de l’étude
La présente étude a été menée dans les centres médicaux universitaires d’Amsterdam (UMC) et à la Faculté des sciences du comportement et du mouvement de la Vrije Universiteit Amsterdam. Les participants comprenaient des patients atteints de COVID de longue durée et des témoins sains, les premiers étant diagnostiqués sur la base de critères spécifiques, notamment le PEM.
Les participants présentant des conditions préexistantes susceptibles d’influencer les résultats ont été exclus de l’étude. Le protocole de l’étude a été examiné et approuvé par les comités d’éthique médicale concernés en utilisant les directives d’Helsinki.
La méthodologie de recherche comprenait quatre visites en deux semaines, au cours desquelles les participants ont été soumis à un test d’exercice progressif maximal sur rampe pour induire le PEM. Des biopsies des muscles squelettiques ont été obtenues avant et après l’exercice, en plus des échantillons de sang veineux obtenus à chaque visite. La spectroscopie proche infrarouge (NIRS) a été utilisée pour évaluer le degré d’oxygénation et de saturation des muscles, les participants portant un accéléromètre pour mesurer quotidiennement les niveaux d’activité physique pendant cette période.
La fonction mitochondriale des muscles squelettiques a été évaluée par respirométrie à fibres perméabilisées. L’immunohistochimie a également été utilisée pour évaluer la morphologie des fibres musculaires, la présence de dépôts amyloïdes et les signes de pathologie.
La composition et la taille des types de fibres ont été étudiées par coloration par immunofluorescence. La coloration de l’activité de la succinate déshydrogénase (SDH) et l’évaluation de la capillarisation à l’aide de la lectine Ulex Europaeus Agglutinin 1 (UEA-1) ont également été utilisées. Des biopsies musculaires ont également été colorées pour déterminer la présence du coronavirus 2 (SARS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère dans les cellules musculaires.
L’analyse métabolomique des principaux métabolites polaires a été réalisée sur des biopsies des muscles squelettiques et des échantillons de sang veineux. Ceci a été complété par des mesures des concentrations d’hormones et de l’acide désoxyribonucléique mitochondrial (ADNmt) dans des échantillons de sang veineux.
Résultats de l’étude
Une capacité d’exercice significativement réduite a été observée chez les patients atteints de COVID longue, qui n’était pas associée au système cardiovasculaire mais à une fonction ventilatoire plus faible pendant l’exercice et à des déficiences des muscles squelettiques périphériques. Ces patients présentaient un pouls maximal d’oxygène, un seuil d’échange gazeux et une extraction périphérique d’oxygène plus faibles, ce qui indique des problèmes musculaires squelettiques. Il n’y avait aucune preuve d’un effort sous-maximal affectant ces résultats, car la proportion de participants atteignant un plateau dans la consommation d’oxygène était similaire dans tous les groupes.
La progression de la PEM chez les patients atteints de COVID long qui présentaient des douleurs musculaires, une fatigue et des symptômes cognitifs plus élevés après un exercice maximal a également été évaluée. Notamment, cette condition s’est développée malgré les différentes capacités d’exercice de chaque participant à l’étude.
Les dysfonctionnements métaboliques et mitochondriaux ont été explorés pour déterminer leur implication possible dans cette pathologie. À cette fin, ces dysfonctionnements se sont avérés liés à la physiopathologie de la PEM.
Les dépôts contenant de l’amyloïde étaient présents à des concentrations plus élevées chez les patients atteints de COVID long, mais n’étaient pas localisés dans les capillaires ou les vaisseaux lymphatiques, niant ainsi le rôle potentiel du blocage des vaisseaux provoquant une hypoxie tissulaire. Le mécanisme responsable de l’accumulation intramusculaire accrue de ces dépôts après un malaise post-effort reste flou.
Un pourcentage plus élevé de patients atteints de COVID long présentaient de petites fibres atrophiques et une nécrose focale dans les muscles squelettiques qui s’intensifiaient après l’exercice, indiquant ainsi des lésions tissulaires exacerbées. Malgré cela, les signes de régénération des muscles squelettiques étaient plus évidents chez les patients atteints de COVID long, avant même d’induire la PEM, ce qui suggère que les lésions musculaires induites par l’exercice et la régénération sont étroitement associées à la physiopathologie de la PEM.
Le dysfonctionnement métabolique et mitochondrial s’est aggravé chez les patients atteints de COVID longue avec PEM, comme l’indiquent une capacité de phosphorylation oxydative plus faible et une activité réduite de la SDH. Des niveaux plus élevés de métabolites liés à la glycolyse et une plus faible abondance de métabolites liés à la synthèse des purines et au cycle de l’acide tricarboxylique ont également été observés, indiquant ainsi une moindre dépendance au métabolisme oxydatif chez ces patients.
