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Les analyses à ultra haute résolution des patients atteints de COVID-19 révèlent que ceux qui ont souffert d’une maladie grave présentent souvent des lésions persistantes du tronc cérébral – une région essentielle au contrôle de nombreuses fonctions vitales, entre autres. Ces anomalies apparaissent plusieurs semaines après l’infection et expliquent de nombreux symptômes persistants allant de l’essoufflement à la fatigue chronique, en passant par l’anxiété et la dépression.
L’imagerie des patients atteints d’une infection grave au COVID-19 a souvent montré des changements neurologiques importants. Les effets les plus courants comprennent les microhémorragies cérébrales et l’encéphalopathie (une altération de la structure et du fonctionnement du cerveau). Les rapports d’autopsie du début de la pandémie ont également montré une neurodégénérescence tissulaire et des réponses inflammatoires aiguës dans le tronc cérébral.
Reliant le cerveau à la moelle épinière, le tronc cérébral est une région essentielle au contrôle de nombreuses fonctions vitales comme la respiration, le rythme cardiaque et la tension artérielle, la douleur, etc. Il a été suggéré que les anomalies détectées chez les patients atteints de SARS-CoV-2 sévère (COVID-19) l’infection résulte d’une réponse immunitaire post-infection, plutôt que d’une invasion directe du cerveau par le virus.
Ces anomalies seraient à l’origine de nombreux symptômes somatiques persistants potentiellement liés au COVID long. Cela inclut par exemple la fatigue chronique, l’essoufflement (généralement en l’absence d’anomalies cardiorespiratoires), les déficits cognitifs et les symptômes de troubles mentaux (anxiété, dépression, stress post-traumatique, etc.).
Cependant, les examens d’imagerie par résonance magnétique (IRM) standard n’ont pas montré d’anomalies persistantes du tronc cérébral, malgré les symptômes chroniques chez les patients, même plusieurs mois après l’infection. » Les phénomènes qui se produisent dans et autour du tronc cérébral sont essentiels à la qualité de vie, mais il a été impossible d’analyser l’inflammation des noyaux du tronc cérébral chez les personnes vivantes, en raison de leur petite taille et de leur position difficile d’accès. », explique dans un communiqué de l’Université de Cambridge Catarina Rua, auteur principal de la nouvelle étude.
En d’autres termes, les IRM standards n’ont pas la résolution nécessaire pour observer en détail les réponses immunitaires et inflammatoires liées à l’infection dans cette région du système nerveux. On ne sait donc pas exactement comment le tronc cérébral pourrait être lié à ces symptômes persistants.
La nouvelle étude de Rua et ses collègues comble cette lacune en analysant les anomalies dans cette région du cerveau à l’aide d’une technique d’IRM à très haute résolution. » La capacité de voir et de comprendre comment le tronc cérébral change en réponse au Covid-19 aidera à expliquer et à traiter plus efficacement les effets à long terme », explique James Rowe, co-auteur principal de la recherche.
Lésions visibles plus de 6 mois après l’infection
L’étude, détaillée dans la revue Cerveaucomprend 30 personnes hospitalisées pour une forme grave de la COVID-19 au début de la pandémie, avant l’arrivée des vaccins. L’équipe a réalisé des IRM à ultra haute résolution à 7 Tesla (contre un maximum de 3 Tesla pour les appareils standard) pour évaluer les niveaux d’inflammation cérébrale des patients. Cette résolution permet d’observer en détail les changements dans les tissus cérébraux, à mesure que les cellules immunitaires actives interagissent avec le champ magnétique ultra-élevé, permettant ainsi de suivre leur comportement.
Des dommages importants ont été détectés dans plusieurs régions du tronc cérébral des patients, plusieurs semaines après leur hospitalisation. Le bulbe rachidien, le pont (la partie centrale et gonflée du tronc cérébral située entre le mésencéphale et le myélencéphale) et le mésencéphale présentaient des anomalies compatibles avec une réponse neuroinflammatoire. Ces lésions étaient encore visibles plus de 6 mois après l’infection. »
Le fait que nous observions des anomalies dans certaines parties du cerveau associées à la respiration suggère fortement que les symptômes persistants sont un effet de l’inflammation du tronc cérébral consécutive à une infection au COVID-19. », dit Rua.
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Projections 3D de la cartographie quantitative de la sensibilité χ sur les régions d’intérêt du tronc cérébral extraites de la segmentation FreeSurfer pour le groupe témoin sain et le groupe COVID. Le groupe COVID montre une augmentation du χ dans le tronc cérébral, en particulier dans la moelle et le pont (flèches noires). A = antérieur ; HC = groupe témoin sain ; L = gauche ; P = postérieur ; QSM = cartographie de sensibilité quantitative ; R = droite. ©Rua et al.
De plus, outre les symptômes physiques, les analyses de l’équipe confirmeraient également les impacts de la maladie sur la santé mentale. En effet, le tronc cérébral est à la fois impliqué dans le contrôle des fonctions vitales et dans la régulation de l’humeur. Les patients de l’étude présentant la réponse immunitaire la plus forte ont également montré des niveaux plus élevés d’anxiété et de symptômes dépressifs.
Bien que l’étude n’ait pas inclus de patients atteints d’une longue COVID, la similitude des symptômes persistants pourrait également suggérer une implication du tronc cérébral dans cette forme de la maladie. » Il n’est pas clair si cela montre grand-chose en termes de traitements possibles pour le long COVID une fois qu’il se développe, mais cela souligne peut-être la nécessité de réduire les réponses inflammatoires lors de l’infection initiale et de la réponse immunitaire. « , suggère Paul Mullins de l’Université de Bangor (qui n’a pas participé à l’étude), au Guardian.
De plus, ces résultats pourraient également améliorer la compréhension d’autres pathologies du système nerveux central, comme la sclérose en plaques, l’épilepsie et les maladies cérébrovasculaires. L’IRM à 7 Tesla pourrait être utilisée pour mieux évaluer l’efficacité des traitements proposés pour ces maladies, suggèrent les chercheurs de l’étude.