Un article publié dans la revue PNAS fournit une analyse conceptuelle pour interpréter l’état cérébral des patients atteints de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) qui connaissent une récupération prolongée de la conscience.
Étude: États protecteurs régulés à la baisse dans le cerveau humain : une leçon possible du COVID-19. Crédit d’image : Jay Ondreicka/Shutterstock
Sommaire
Arrière plan
La ventilation mécanique prolongée avec plusieurs anesthésiques est couramment utilisée pour traiter les patients COVID-19 gravement malades dans les unités de soins intensifs.
Ces patients présentent une reprise de conscience très lente après le traitement. Cela pourrait être dû à des troubles neurocognitifs post-opératoires induits par les anesthésiques. Un autre facteur causal important est l’hypoxie sévère associée au syndrome de détresse respiratoire aiguë chez les patients COVID-19. Cependant, aucune modification de la structure cérébrale n’est généralement observée chez ces patients.
La suppression des rafales est un schéma électrique cérébral caractérisé par un cycle d’activité cérébrale supprimée et des rafales d’activité cérébrale d’amplitude, de durée et de forme d’onde variables. Il est considéré comme un signe d’activité neuroprotectrice. Les patients atteints de COVID-19 sévère présentent une suppression de bouffée comparable à ceux qui subissent une inconscience prolongée après un arrêt cardiaque.
La suppression des rafales est généralement associée à une lésion cérébrale hypoxique, à une température cérébrale basse, à des anesthésiques à forte dose, à des anomalies corticales et à des convulsions sévères. Toutes ces conditions sont associées à une réduction de l’activité métabolique cérébrale liée à l’hypoxie.
Suppression induite par l’hypoxie de l’activité neuronale en tant que mécanisme neuroprotecteur
Le modèle de Ching est un modèle mathématique basé sur la biophysique pour étudier la suppression des sursauts. Ce modèle a été utilisé pour étudier la récupération cognitive chez les patients atteints de coma post-arrêt cardiaque traités par hypothermie.
L’électroencéphalographie (EEG) des patients montre une suppression de bouffée. Tous finissent par connaître une récupération cognitive et physique complète. Comme mentionné par les scientifiques, le burst suppression caractérisé par un métabolisme cérébral réduit joue un rôle neuroprotecteur essentiel chez ces patients.
L’alternance de traces est un modèle de sommeil néonatal qui reflète un état de conservation d’énergie. Le schéma EEG de l’alternance des traces est significativement associé au schéma EEG de suppression des rafales. Les deux phénomènes reflètent une approche vitale pour préserver l’intégrité neuronale grâce à la régulation à la baisse du métabolisme énergétique du cerveau.
Le schéma EEG observé chez une tortue peinte, un vertébré résistant à l’anoxie, est presque identique au schéma EEG trace alterné. Pendant l’hiver, cette tortue subit des conditions anoxiques sévères et présente une réponse neuroprotectrice marquée en fonction de la température.
L’exposition anoxique augmente la libération d’un neurotransmetteur (GABA), qui à son tour provoque une régulation négative des activités neuronales et métaboliques dans le cerveau de la tortue. Cela met en évidence le lien entre l’exposition anoxique et l’établissement d’un état neuroprotecteur.
Chez les patients COVID-19, une hypoxie sévère est connue pour provoquer des lésions neuronales. De plus, les lésions cérébrales hypoxiques sont également associées à la régulation à la baisse de l’activité métabolique. Collectivement, ces processus peuvent modifier l’état de conscience d’un patient.
Malgré la possibilité de lésions neuronales induites par l’hypoxie, la reprise prolongée de la conscience observée chez les patients COVID-19 après ventilation mécanique indique les effets protecteurs d’une activité neuronale réduite. Cet événement est similaire à celui observé chez les patients se remettant d’un coma post-arrêt cardiaque et chez les tortues résistantes à l’anoxie.
Perte de conscience prolongée suite à une COVID-19 sévère en tant que mécanisme neuroprotecteur
Les tortues résistantes à l’anoxie présentent un état cérébral protecteur régulé à la baisse qui aide à réduire la demande d’énergie cérébrale pendant le stress métabolique systémique causé par l’anoxie ou une température extrême. De tels mécanismes de protection pourraient également être présents dans le cerveau humain.
Dans ce contexte, les scientifiques ont émis l’hypothèse que l’hypoxie, associée à des thérapeutiques spécifiques (anesthésiques GABAergiques et hypothermie), pourrait induire des mécanismes de protection similaires par la suppression globale du métabolisme cérébral chez l’homme, ce qui entraînerait une reprise prolongée de la conscience chez les patients atteints de COVID-19 sévère après un traitement mécanique. ventilation ou chez les patients dans le coma après un arrêt cardiaque.
Prise en charge de la récupération prolongée de la conscience chez les patients COVID-19
Chez les animaux résistants à l’anoxie, le niveau d’énergie cérébrale doit être maintenu après l’exposition à l’anoxie pour prévenir la mort neuronale. Chez les patients COVID-19, l’hypoxie et l’inflammation devraient provoquer un dysfonctionnement mitochondrial. Ainsi, les interventions thérapeutiques pour stimuler la production d’énergie mitochondriale peuvent bénéficier aux patients COVID-19 sévères connaissant une récupération prolongée de la conscience après une ventilation mécanique.
Les peptides de Szeto-Schiller font actuellement l’objet d’investigations cliniques pour leur capacité à restaurer rapidement les niveaux d’énergie mitochondriale chez les rongeurs âgés à ceux des jeunes rongeurs. Ces peptides agissent en augmentant la production d’ATP mitochondriale, qui à son tour aide à atténuer les lésions neuronales post-hypoxiques (thérapie ATP).
Les patients atteints de COVID-19 sévère pourraient être traités avec une combinaison de thérapie ATP directe et d’agents pharmacologiques utilisés pour traiter les troubles cognitifs. Dans ce contexte, l’amantadine, médicament glutamatergique de première intention pour le traitement des troubles de la conscience, pourrait être utilisée en association avec le donépézil, un agoniste cholinergique, comme stratégie efficace pour pallier les déficits neurologiques post-COVID.
