Dans une récente étude publiée sur medRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont évalué l’effet des changements du bien-être abdominal et du physique sur la gravité de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) à l’aide de l’imagerie par résonance magnétique (IRM).
Des études antérieures ont signalé des effets débilitants du COVID-19 sur la santé cardiaque, respiratoire, rénale, hépatique et pancréatique. Cependant, il n’est pas certain que ces effets se produisent principalement en raison d’une infection par le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SRAS-CoV-2) ou secondaire à des médicaments, une inflammation systémique, le vieillissement, l’utilisation d’un ventilateur mécanique ou une inactivité prolongée. Des méthodes d’imagerie diagnostique telles que l’échographie par tomodensitométrie (CT) (USG) ont été utilisées pour étudier les caractéristiques du COVID-19. Cependant, la délimitation par organe de la teneur en graisse et de son effet sur la gravité du COVID-19 à l’aide de l’IRM a été limitée.
Étude : Abdominal Imaging Associates Body Composition with COVID-19 Severity. TaManKunG | Shutterstock
Sommaire
À propos de l’étude
Les chercheurs ont mené une étude prospective pour comparer les images IRM des patients COVID-19 aux images IRM pré-pandémiques de l’étude longitudinale de la United Kingdom Blood Bank (UKBB) réalisée après février 2021.
Des IRM de 1 800 personnes ont été obtenues auprès de l’UKBB et comparées aux IRM post-COVID-19 de 967 cas et 913 témoins. Les individus ont été appariés selon l’âge, le sexe, l’origine ethnique, la date de référence de l’examen et les centres d’imagerie. Tous les participants à l’étude résidaient à moins de 60 kilomètres des centres d’imagerie de Newcastle, Reading et Stockport.
Parallèlement aux images IRM, des données démographiques comprenant le sexe, la taille, l’âge, la pression artérielle, l’origine ethnique, le statut tabagique, l’indice de masse corporelle (IMC), le rapport taille/hanche, l’indice de privation de Townsend et le taux de diagnostic des maladies courantes ont été obtenues.
La gravité de la COVID-19 a été déterminée à l’aide des codes de diagnostic U071 et U071.1 de la 10e révision de la Classification internationale des maladies (CIM-10). Les patients hospitalisés diagnostiqués avec une pneumonie ou qui étaient ventilés mécaniquement ont également été inclus dans la catégorie COVID-19 sévère. Les décès signalés dus au COVID-19 ont été considérés comme un résultat de gravité pour les données pré-pandémiques. En plus des cas et des témoins appariés, 140 personnes ont été incluses dans l’étude sur la base de l’analyse de la gravité des données de l’UKBB.
Des images IRM à coupe unique, le volume pancréatique pondéré en T1 (T1W) et des données de segmentation 3D ont été obtenus. Les images ont été traitées avec des réseaux de neurones convolutifs (CNN) pour générer les phénotypes dérivés d’images (IDP) suivants : volumes de tissu adipeux viscéral (VAT), tissu adipeux sous-cutané abdominal (ASAT), muscles iliopsoas, poumons, reins, foie, rate , et pancréas. Les valeurs de fraction de graisse à densité de protons (PDFF) et la teneur en fer du pancréas et du foie ont également été évaluées.
Un modèle de classificateur de forêt aléatoire a été conçu en incorporant des données démographiques (âge, taille, sexe, IMC) et des IDP de graisse viscérale, de graisse hépatique et de volume musculaire iliopsoas pour déterminer si l’apprentissage automatique pouvait être utilisé pour classer et prédire la gravité du COVID-19.
Acquisition par IRM du cou au genou dans la biobanque britannique d’un participant à l’étude COVID-19 et rendus 3D de phénotypes dérivés d’images obtenus après prétraitement d’image et pipelines de segmentation pour ce même participant. Segmentations 3D : foie (jaune), poumons (bleu), rate (violet), reins (vert), tissu adipeux sous-cutané abdominal (blanc), tissu adipeux viscéral (orange transparent), muscles iliopsoas (rose), pancréas (rouge).
Résultats et discussion
Seuls 4% des 967 participants à l’étude souffraient d’une maladie grave du SRAS-CoV-2, dont 72% étaient des hommes. Sur la base de l’analyse des données par le modèle de classificateur forestier, les auteurs ont prédit que 5,3% de la population d’imagerie pré-COVID aurait un COVID-19 sévère.
L’augmentation de l’âge, de l’IMC, du rapport taille/hanche, de la tension artérielle, du tabagisme et du sexe masculin ont été associés à la COVID-19 sévère. Les personnes atteintes de maladies telles que la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC), l’infarctus du myocarde (IM), la stéatose hépatique non alcoolique et le diabète de type 2 étaient plus sujettes au COVID-19 sévère.
Une réduction des volumes des poumons et du muscle iliopsoas ainsi qu’une augmentation du volume du foie et du VAT ont été associées à la gravité du COVID-19. Le PDFF hépatique élevé a également contribué à la gravité de la maladie COVID-19. Cependant, le volume de la TVA a le plus contribué à la gravité du COVID-19.
Les hommes peuvent être plus sensibles au COVID-19 sévère que les femmes en raison d’une accumulation plus élevée de graisse viscérale chez les hommes. Une TVA élevée peut être associée à la gravité du COVID-19 en raison de l’augmentation des niveaux d’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) dans la graisse viscérale. Des niveaux d’ACE2 plus élevés augmentent la production de cytokines pro-inflammatoires, contribuant à la «tempête de cytokines» observée dans le COVID-19.
Les niveaux de LAT peuvent contribuer à la gravité du COVID-19 en raison de l’augmentation résultante de la production de cytokines et de la réduction des niveaux de vitamine D. De plus, LAT pourrait également améliorer la réplication virale en raison de la présence accrue de récepteurs ACE2. Un contenu adipeux élevé pourrait faciliter une utilisation intracellulaire plus élevée des lipides, augmentant la propagation virale.
Conclusion
Les résultats de l’étude ont démontré que bien que les IDP de graisse hépatique, de graisse viscérale et de volume musculaire soient des indicateurs pronostiques de la gravité du COVID-19, la graisse viscérale était le biomarqueur le plus utile. L’imagerie IRM abdominale associée à des modèles de classificateurs pourrait permettre d’identifier les patients à haut risque.
Les stratégies de traitement du COVID-19 pourraient être modifiées en conséquence pour fournir les schémas thérapeutiques les plus appropriés aux patients sujets à une maladie grave. De plus, les fumeurs masculins obèses présentant des comorbidités étaient les plus sujets au COVID-19 sévère sur la base des résultats et doivent pratiquer le plus haut niveau de soins contre le COVID-19.
*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.
