Des chercheurs de l’Université d’Oxford ont utilisé les données des participants de la biobanque britannique pour examiner les changements dans le cerveau en moyenne 4,5 mois après une infection bénigne par la COVID-19.

Les résultats, publiés dans Nature, révèlent des lésions tissulaires et un plus grand rétrécissement des zones du cerveau liées à l’odorat. Cette nouvelle perspective sur les effets néfastes de la COVID-19 contribuera à notre compréhension globale de la façon dont la maladie se propage dans le système nerveux central. La question de savoir si ces effets persistent à long terme ou s’ils sont partiellement inversés nécessite une enquête plus approfondie.

La recherche a déjà montré que la COVID-19 peut causer des anomalies cérébrales, mais la plupart des études se sont concentrées sur des patients hospitalisés atteints d’une maladie grave et ont été limitées aux données post-infection. Les effets du SRAS-CoV-2 sur le cerveau dans les cas plus légers (et plus fréquents) étaient inconnus jusqu’à présent, et l’étude de ces cas pourrait révéler des mécanismes possibles qui contribuent à une maladie ou à des dommages cérébraux.

La professeure Gwenaëlle Douaud et ses collègues ont étudié les changements dans le cerveau de 785 participants dans UK Biobank, une base de données biomédicale à grande échelle et une ressource de recherche. Les participants étaient âgés de 51 à 81 ans et ont subi deux scintigraphies cérébrales, à 38 mois d’intervalle en moyenne, ainsi que des tests cognitifs. Au total, 401 participants ont été testés positifs pour l’infection par le SRAS-CoV-2 entre leurs deux examens, dont 15 ont été hospitalisés. Les 384 autres personnes, qui n’ont pas été infectées, étaient semblables au groupe infecté en termes d’âge, de sexe et de nombreux facteurs de risque, notamment la pression artérielle, l’obésité, le tabagisme, le statut socio-économique et le diabète.

L’étude, menée par le Wellcome Centre for Integrative Neuroimaging de l’Université d’Oxford, a identifié un certain nombre d’effets, en moyenne 4,5 mois après l’infection, y compris une plus grande réduction de l’épaisseur de la matière grise dans les régions du cerveau associées à l’odorat (le cortex orbitofrontal et le gyrus parahippocampique). Les participants à la biobanque britannique qui avaient la COVID-19 ont également montré des preuves de lésions tissulaires plus importantes dans les régions liées au cortex olfactif primaire, une zone liée à l’odorat et une réduction de la taille du cerveau entier. Ces effets variaient de 0,2 à 2 % de changement supplémentaire par rapport aux participants qui n’avaient pas été infectés.

En moyenne, les participants infectés par le SRAS-CoV-2 ont également montré un déclin cognitif plus important entre leurs deux scans, associé à l’atrophie d’une partie spécifique du cervelet (une structure cérébrale) liée à la cognition. Séparément, les auteurs ont étudié les personnes qui ont développé une pneumonie non liée à la COVID-19, montrant que les changements étaient spécifiques à la COVID-19 et non dus aux effets génériques de la contraction d’une maladie respiratoire.

En utilisant la ressource UK Biobank, nous étions dans une position unique pour examiner les changements qui se produisaient dans le cerveau à la suite d’une infection légère – par opposition à une infection plus modérée ou plus grave – par le SRAS-CoV-2. Bien que l’infection soit bénigne pour 96% de nos participants, nous avons constaté une plus grande perte de volume de matière grise et des lésions tissulaires plus importantes chez les participants infectés, en moyenne 4,5 mois après l’infection. Ils ont également montré un plus grand déclin de leurs capacités mentales à effectuer des tâches complexes, et cette aggravation mentale était en partie liée à ces anomalies cérébrales. Tous ces effets négatifs étaient plus marqués à un âge plus avancé. Une question clé pour les futures études d’imagerie cérébrale est de voir si ces lésions des tissus cérébraux se résolvent à long terme.

Prof. Gwenaëlle Douaud, auteur principal de l’étude

Le professeur Stephen Smith, auteur principal de l’étude, également du Wellcome Centre for Integrative Neuroimaging, a commenté: « Une autre force de cette étude est qu’elle a étudié les mêmes personnes à deux moments différents. Il est important de noter que le premier scan des participants de la biobanque britannique a été obtenu avant qu’ils ne soient infectés par le SARS-CoV-2, et le deuxième scan après l’infection. Le fait que nous ayons le scan pré-infection nous aide à distinguer les changements cérébraux liés à l’infection des différences qui peuvent avoir pré-existé dans leur cerveau.

Le professeur Naomi Allen, scientifique en chef à la UK Biobank, a déclaré: « L’étude UK Biobank COVID-19 Repeat Imaging est la seule étude au monde à pouvoir démontrer des changements « avant vs après » dans le cerveau associés à l’infection par le SRAS-CoV-2. La collecte d’une deuxième série de scans d’imagerie multi-organes de certaines personnes infectées par le SRAS-CoV-2 et d’autres qui n’avaient pas été infectées a généré une ressource unique pour permettre aux scientifiques de comprendre comment le virus affecte les organes internes. Nous sommes extrêmement reconnaissants à tous les participants de la biobanque du Royaume-Uni d’avoir pris le temps d’être photographiés plus d’une fois, afin de permettre aux chercheurs d’obtenir des informations précieuses sur les effets à long terme de l’infection par le SRAS-CoV-2 sur la santé. ‘

Ces résultats peuvent être les caractéristiques de la propagation dégénérative de la COVID-19, soit par des voies liées à l’odorat, à l’inflammation ou à la réponse immunitaire du système nerveux, soit par un manque d’entrée sensorielle en raison d’une perte d’odorat. La vulnérabilité future des régions cérébrales touchées chez ces participants nécessite des recherches plus approfondies.