Dans une récente étude publiée dans la revue Nature en tant que manuscrit non édité, les chercheurs ont évalué les changements cérébraux associés au syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) chez les patients de la biobanque du Royaume-Uni (Royaume-Uni).
Étude : Le SRAS-CoV-2 est associé à des changements dans la structure cérébrale de la biobanque britannique. Crédit d’image : lumière cristalline / Shutterstock
Il a été signalé que des symptômes olfactifs et gustatifs précèdent l’apparition des symptômes de la maladie pulmonaire à coronavirus 2019 (COVID-19). La perte d’entrées sensorielles olfactives dans le cerveau pourrait entraîner des altérations cérébrales de la matière grise dans les régions associées à l’olfaction.
Des études antérieures d’imagerie par résonance magnétique (IRM), de tomodensitométrie (CT) et de tomographie par émission de positrons (TEP) ont signalé des anomalies cérébrales chez des patients atteints de COVID-19. Cependant, ces études étaient des rapports de cas uniques ou des séries de cas documentant des changements cérébraux dans les phases aiguës de COVID-19 modéré à sévère. Bien que peu d’études aient évalué les dommages vasculaires, les schémas spatiaux observés des pathologies corticales étaient incohérents. La présente étude est la première étude longitudinale de réimagerie qui a comparé les scintigraphies cérébrales avant et après COVID-19 à des témoins bien appariés.
À propos de l’étude
Dans la présente étude observationnelle, les chercheurs ont évalué les anomalies cérébrales chez 587 résidents britanniques âgés de 51 à 81 ans qui ont subi une imagerie cérébrale deux fois en trois ans, dans le cadre de l’analyse de la UK Biobank. Parmi ceux-ci, 401 participants ont reçu un diagnostic de COVID-19 entre les deux analyses. Ces patients avaient soit deux tests d’anticorps rapides positifs, soit des dossiers de santé publique et médicaux pour COVID-19. Environ 15 patients COVID-19 ont été hospitalisés. Les scintigraphies cérébrales des patients infectés par le SRAS-CoV-2 ont été comparées à 384 témoins négatifs COVID-19. Chez 351 des 401 patients, la date de diagnostic de la COVID-19 a pu être déterminée.
À l’aide de scanners cérébraux, des phénotypes dérivés d’images (IDP) ont été obtenus et évalués. Chaque IDP représentait un aspect de la fonction ou de la structure cérébrale. Une analyse statistique a été effectuée pour déterminer quels changements cérébraux étaient significativement liés au COVID-19. De plus, le cerveau a été visualisé par sommet et par voxel pour évaluer respectivement l’épaisseur corticale et la diffusivité moyenne. De plus, la fonction cognitive a été évaluée à l’aide du Trail Making Test (TMT). Les signes de troubles respiratoires tels que la pneumonie et la grippe ont été évalués pour exclure tout biais confondant.
Résultats et discussion
Au total, 2 047 IDP cérébrales reproductibles ont été obtenues, dont 297 couvraient la région olfactive. Parmi ceux-ci, les huit IDP les plus significatifs couvraient les aires cérébrales liées au cortex olfactif primaire. Ces PDI importantes se chevauchaient en particulier dans le cortex orbitofrontal, le cortex cingulaire antérieur, l’insula, le striatum ventral, l’hippocampe, le gyrus parahippocampique et l’amygdale.
De plus, une plus grande diffusivité virale a été identifiée dans les IDP significatifs indiquant une liaison fonctionnelle avec les cortex piriformes temporal et frontal, le noyau olfactif antérieur et le tubercule olfactif. Les deux IDP significatifs restants englobant le gyrus parahippocampique et le cortex orbitofrontal latéral gauche ont présenté des réductions plus importantes de l’épaisseur corticale et du contraste d’intensité avec le temps chez les patients COVID-19. Alors que les IDP significatifs ont été trouvés bilatéralement pour les cortex entorhinal et parahippocampique du gyrus, 90% d’entre eux couvraient le côté gauche du cerveau. Les différences d’IDP n’étaient pas significativement liées à l’intervalle de temps entre le diagnostic de COVID-19 et les analyses.
Dans l’ensemble, la plupart des différences longitudinales ont été trouvées dans les sites fonctionnellement connectés du cortex piriforme temporal (56 %), du tubercule olfactif (62 %), du gyrus parahippocampique gauche (57 %) et du cortex orbitofrontal latéral (60 %). Une réduction plus significative de l’épaisseur de la matière grise et de la taille du cerveau avec un contraste réduit dans les tissus corticaux orbitofrontaux et le gyrus parahippocampique a été notée chez les patients COVID-19 par rapport aux témoins.
De plus, une augmentation du volume de liquide céphalo-rachidien et une diminution du volume du cerveau entier ont été détectées. Ces changements pathologiques étaient dus à une augmentation de l’atrophie cérébrale et des lésions tissulaires. Cependant, aucun changement cérébral significatif n’a été observé entre les patients COVID-19 hospitalisés et non hospitalisés.
Des troubles cognitifs plus importants, en particulier dans la fonction exécutive, ont été observés chez les patients COVID-19. Cette baisse était notamment plus élevée parmi les cas de COVID-19 non hospitalisés. La dégradation cognitive s’est produite en raison d’une atrophie accrue de la crus II, un lobule cérébelleux. De plus, une faible corrélation a été observée entre les effets du COVID-19 et la pneumonie ou la grippe.
Conclusion
Les résultats de l’étude ont mis en évidence l’impact cérébral délétère du COVID-19, avec des changements microstructuraux cohérents et modestes dans l’épaisseur corticale et la diffusivité moyenne. Ces changements ont été principalement notés dans les systèmes olfactifs limbiques et cérébraux. Les effets pourraient être dus à une propagation dégénérative antérograde de l’infection des cellules neuronales olfactives vers le cerveau.
Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si les changements cérébraux sont réversibles ou permanents. De plus, ces études doivent évaluer les altérations cérébrales spécifiquement causées par différentes souches de SRAS-CoV-2.
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