Les dommages au tronc cérébral – le «centre de contrôle» du cerveau – sont à l'origine des effets physiques et psychiatriques durables d'une infection sévère de Covid-19, suggère une étude.
En utilisant des scanners ultra-haute résolution qui peuvent voir le cerveau vivant en détail, des chercheurs des universités de Cambridge et d'Oxford ont pu observer les effets dommageables que Covid-19 peut avoir sur le cerveau.
L'équipe d'étude a scanné le cerveau de 30 personnes qui avaient été admises à l'hôpital avec une Covid-19 sévère au début de la pandémie, avant que les vaccins ne soient disponibles. Les chercheurs ont constaté que l'infection Covid-19 endommage la région du tronc cérébral associé à l'essoufflement, à la fatigue et à l'anxiété.
Les puissants scanners IRM utilisés pour l'étude, appelés scanners 7-Tesla ou 7T, peuvent mesurer l'inflammation dans le cerveau. Leurs résultats, publiés dans la revue Cerveauaidera les scientifiques et les cliniciens à comprendre les effets à long terme de la Covid-19 sur le cerveau et le reste du corps. Bien que l'étude ait été lancée avant que les effets à long terme de Covid aient été reconnus, il aidera à mieux comprendre cette condition.
Le tronc cérébral, qui relie le cerveau à la moelle épinière, est le centre de contrôle pour de nombreuses fonctions de base et réflexes de base. Des grappes de cellules nerveuses dans le tronc cérébral, appelées noyaux, régulent et traitent des fonctions corporelles essentielles telles que la respiration, la fréquence cardiaque, la douleur et la pression artérielle.
Les choses qui se passent dans et autour du tronc cérébral sont vitales pour la qualité de vie, mais il avait été impossible de scanner l'inflammation des noyaux du tronc cérébral chez les personnes vivantes, en raison de leur petite taille et de leur position difficile. Habituellement, les scientifiques ne sont pas un bon aperçu du tronc cérébral lors des examens post mortem. «
Dr Catarina Rua, premier auteur du Département des neurosciences cliniques, Université de Cambridge
« Le tronc cérébral est la boîte de jonction critique entre notre moi conscient et ce qui se passe dans notre corps », a déclaré le professeur James Rowe, également du Département des neurosciences cliniques, qui a co-dirigé la recherche. « La capacité de voir et de comprendre comment le tronc cérébral change en réponse à Covid-19 aidera à expliquer et à traiter les effets à long terme plus efficacement. »
Dans les premiers jours de la pandémie Covid-19, avant que des vaccins efficaces ne soient disponibles, des études post mortem sur des patients décédés de graves infections à Covid-19 ont montré des changements dans leurs troncs cérébraux, y compris l'inflammation. Beaucoup de ces changements étaient censés résulter d'une réponse immunitaire post-infection, plutôt que d'une invasion du virus direct du cerveau.
« Les personnes qui étaient très malades au début de la pandémie ont montré des changements cérébraux durables, probablement causés par une réponse immunitaire au virus. Mais la mesure de cette réponse immunitaire est difficile chez les personnes vivantes », a déclaré Rowe. « Les scanners IRM de type hospitalier normaux ne peuvent pas voir à l'intérieur du cerveau avec le type de détails chimiques et physiques dont nous avons besoin. »
« Mais avec des scanners 7T, nous pouvons désormais mesurer ces détails. Les cellules immunitaires actives interfèrent avec le champ magnétique ultra-élevé, afin que nous puissions détecter comment ils se comportent », a déclaré Rua. « Cambridge était spécial parce que nous avons pu scanner même les patients les plus malades et les plus infectieux, au début de la pandémie. »
De nombreux patients admis à l'hôpital au début de la pandémie ont signalé une fatigue, un essoufflement et des douleurs thoraciques comme des symptômes durables troublants. Les chercheurs ont émis l'hypothèse de ces symptômes étaient en partie le résultat de dommages aux noyaux clés du tronc cérébral, des dommages qui persistent longtemps après le passage de l'infection de Covid-19.
Les chercheurs ont vu que plusieurs régions du tronc cérébral, en particulier la moelle oblongue, les pons et le mésencéphale, ont montré des anomalies cohérentes avec une réponse neuroinflammatoire. Les anomalies sont apparues plusieurs semaines après l'admission à l'hôpital et dans les régions du cerveau responsables du contrôle de la respiration.
« Le fait que nous voyions des anomalies dans les parties du cerveau associées à la respiration suggère fortement que les symptômes de longue durée sont un effet de l'inflammation dans le tronc cérébral après une infection Covid-19 », a déclaré Rua. « Ces effets sont au-delà des effets de l'âge et du sexe, et sont plus prononcés chez ceux qui avaient eu une Covid-19 sévère. »
En plus des effets physiques de Covid-19, les scanners 7T ont fourni des preuves de certains des effets psychiatriques de la maladie. Le tronc cérébral surveille l'essoufflement, ainsi que la fatigue et l'anxiété. « La santé mentale est intimement liée à la santé du cerveau, et les patients avec la réponse immunitaire la plus marquée ont également montré des niveaux plus élevés de dépression et d'anxiété », a déclaré Rowe. « Les changements dans le tronc cérébral causés par l'infection à Covid-19 pourraient également entraîner de mauvais résultats de santé mentale, en raison du lien étroit entre la santé physique et mentale. »
Les chercheurs disent que les résultats pourraient aider à comprendre d'autres conditions associées à l'inflammation du tronc cérébral, comme la SEP et la démence. Les scanners 7T pourraient également être utilisés pour surveiller l'efficacité des différents traitements pour les maladies cérébrales.
« Ce fut une collaboration incroyable, juste au sommet de la pandémie, lorsque les tests étaient très difficiles, et j'ai été étonné de voir à quel point les scanners 7T fonctionnaient », a déclaré Rua. « J'ai été vraiment impressionné par la façon dont, dans le feu du moment, la collaboration entre de nombreux chercheurs différents s'est réunie si efficacement. »
La recherche a été soutenue en partie par le Nihr Cambridge Biomedical Research Center, le NIHR Oxford Biomedical Research Center et le Fonds d'intervention rapide de l'Université d'Oxford Medical Sciences.
