Des scans à ultra-haute résolution effectués sur des patients atteints de COVID-19 révèlent que ceux ayant souffert d’une forme grave de la maladie présentent souvent des lésions persistantes au niveau du tronc cérébral — une région essentielle au contrôle de nombreuses fonctions vitales, entre autres. Ces anomalies apparaîtraient plusieurs semaines après l’infection et expliqueraient de nombreux symptômes persistants allant de l’essoufflement à la fatigue chronique, en passant par l’anxiété et la dépression.
Les imageries effectuées sur des patients souffrant d’infection sévère à la COVID-19 ont souvent montré d’importantes modifications neurologiques. Parmi les effets les plus fréquents figurent des microhémorragies cérébrales et une encéphalopathie (une altération de la structure et des fonctions cérébrales). Des rapports d’autopsies datant du début de la pandémie ont également montré une neurodégénérescence tissulaire et des réponses inflammatoires aiguës au niveau du tronc cérébral.
Reliant le cerveau à la moelle épinière, le tronc cérébral est une région essentielle au contrôle de nombreuses fonctions vitales telles que la respiration, le rythme cardiaque et la pression artérielle, la douleur, etc. Il a été suggéré que les anomalies qui y sont détectées chez les patients souffrant d’infection sévère au SARS-CoV-2 (COVID-19) résultent 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 et 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, …).
Cependant, les imageries par résonance magnétique (IRM) standard n’ont pas montré d’anomalies persistantes au niveau 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 était impossible d’analyser l’inflammation des noyaux du tronc cérébral chez des 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, auteure principale de la nouvelle étude.
En d’autres termes, les IRM standard ne disposent pas de la résolution nécessaire pour observer en détail les réponses immunitaires et inflammatoires liées à l’infection dans cette région du système nerveux. La manière exacte dont le tronc cérébral pourrait être lié à ces symptômes persistants n’était donc pas claire.
La nouvelle étude de Rua et ses collègues comble les lacunes en analysant les anomalies au niveau de cette région cérébrale 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 à la Covid-19 aidera à expliquer et à traiter plus efficacement les effets à long terme », explique James Rowe, coauteur principal de la recherche.
Des lésions visibles plus de 6 mois après l’infection
L’étude, détaillée dans la revue Brain, inclut 30 personnes hospitalisées pour une forme grave de COVID-19 au début de la pandémie, avant l’arrivée des vaccins. L’équipe a effectué des IRM à ultra-haute résolution à 7 Tesla (contre maximum 3 Tesla pour les dispositifs standard) pour évaluer les niveaux d’inflammation cérébrale des patients. Cette résolution permet d’observer en détail les changements du tissu cérébral, car les cellules immunitaires actives interagissent avec le champ magnétique ultra élevé, permettant ainsi de suivre leur comportement.
D’importants dommages ont été détectés au niveau de plusieurs régions du tronc cérébral des patients, plusieurs semaines après leur hospitalisation. Le bulbe rachidien, le pont (la partie centrale et renflée du tronc cérébral située entre le mésencéphale et le myélencéphale) et le mésencéphale présentaient des anomalies correspondant à une réponse neuro-inflammatoire. Ces lésions étaient toujours visibles plus de 6 mois après l’infection. « Le fait que nous observions des anomalies dans les parties du cerveau associées à la respiration suggère fortement que les symptômes durables sont un effet de l’inflammation du tronc cérébral suite à une infection COVID-19 », indique Rua.
En outre, mis à part 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 marquée montraient aussi des niveaux plus élevés d’anxiété et de symptômes dépressifs.
Bien que l’étude n’inclût pas de patients COVID long, la similitude des symptômes persistants pourrait également suggérer l’implication du tronc cérébral dans cette forme de la maladie. « Il n’est pas certain que cela montre grand-chose en matière de traitements possibles pour le COVID long une fois qu’il est apparu, 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.
Par ailleurs, ces résultats pourraient aussi améliorer la compréhension d’autres pathologies du système nerveux central, telles que la sclérose en plaques, l’épilepsie et les maladies cérébro-vasculaires. 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.