COVID-19 și Creierul: Ce știm până acum?

COVID-19 și Creierul: Ce știm până acum?

Ce știm în prezent despre efectele SARS-CoV-2 asupra creierului? În această caracteristică, adunăm dovezile emergente. Cum afectează SARS-CoV-2, virusul care provoacă COVID-19, creierul uman? Studii recente ne-au oferit indicii, arătând lumina asupra de ce COVID-19 poate fi atât de sever pentru unii oameni și de ce simptomele pot dura mult timp. Cercetătorii au subliniat că există o lungă istorie de virusuri similare care afectează creierul, așa că mulți se așteaptă ca noul coronavirus să aibă acest efect. De exemplu, Dr. Gabriel A. de Erausquin, profesor de neurologie la Universitatea din Texas Health Science Center din San Antonio, observă că „De la pandemia de gripă din 1917 și 1918, multe dintre bolile asemănătoare gripei au fost asociate cu tulburări ale creierului”.  „Aceste virusuri respiratorii au inclus H1N1 și SARS-CoV. Se știe că virusul SARS-CoV-2, care provoacă COVID-19, are un impact asupra creierului și asupra sistemului nervos ”, adaugă cercetătorul. Întrebarea este – cum și în ce măsură?

Efectul asupra creierului explică pierderea mirosului

Dr. de Erausquin a publicat recent o lucrare împreună cu colegii săi, inclusiv autorul principal Dr. Sudha Seshadri, profesor de neurologie la aceeași instituție și director al Institutului Glenn Biggs al Universității pentru Alzheimer și Boli Neurodegenerative. „Ideea de bază a studiului nostru este că unii dintre virușii respiratori au afinitate pentru celulele sistemului nervos”, explică prof. Seshadri. Ea adaugă, „Celulele olfactive sunt foarte susceptibile la invazia virală și sunt vizate în special de SARS-CoV-2 și de aceea unul dintre simptomele proeminente ale COVID-19 este pierderea mirosului”.

Celulele olfactive sunt concentrate în nas. Prin intermediul acestora, virusul ajunge la bulbul olfactiv din creier, care este situat în apropierea hipocampului, o zonă a creierului implicată în memoria pe termen scurt. „Urma virusului, atunci când invadează creierul, duce aproape direct la hipocamp”, explică dr. De Erausquin. „Se crede că aceasta este una dintre sursele afectării cognitive observate la pacienții cu COVID-19. Bănuim că ar putea face parte, de asemenea, din motivul pentru care va exista o scădere cognitivă accelerată în timp la persoanele susceptibile. ”

Legătura cu tulburările neurologice

În lucrarea lor, oamenii de știință fac referire la dovezile existente care îi fac deosebit de atenți la impactul SARS-CoV-2 asupra creierului. De exemplu, cercetătorii au descoperit că:

• „Administrarea intranazală de SARS-CoV-2 la șoareci duce la invazia rapidă a creierului.”
• „Particulele virale SARS ‐ CoV ‐ 1 pot fi detectate post mortem în creier […] la oameni.” În țesutul cerebral post mortem, receptorii enzimei de conversie a angiotensinei 2 (ACE2) sunt exprimați în vasculatura cortexului frontal al creierului. Prin acești receptori, SARS-CoV-2 pătrunde în celulele sănătoase.
• Studiile in vitro au arătat că proteinele virale spike pot deteriora bariera hematoencefalică. La majoritatea pacienților cu COVID-19 apar dureri de cap, gust redus și pierderea mirosului înainte de apariția simptomelor respiratorii.
• Delirium, un simptom neuropsihiatric de reducere a cogniției și memoriei, „poate fi singurul simptom prezent al infecției cu SARS-CoV-2, chiar și la pacienții mai tineri. Incidența delirului la pacienții cu COVID-19 grav bolnavi [în unitățile de terapie intensivă] este raportată a fi de până la 84% ”, notează autorii.
• În cele din urmă, „imagistica anormală a creierului a apărut ca o caracteristică majoră a COVID-19 din toate părțile lumii”, scrie echipa. Până în 2022, autorii intenționează să fi aflat mai multe despre modul în care COVID-19 afectează creierul. Un consorțiu de cercetători din peste 30 de țări – finanțat de Asociația Alzheimer – va desfășura cercetări concertate asupra efectelor neurologice ale noului coronavirus.

Participanții la studiu vor fi recrutați dintr-un grup de milioane de oameni cu COVID-19, pe lângă unii deja înscriși în studii internaționale. Cercetătorii vor lua măsuri-cheie ale sănătății creierului – folosind scanări RMN și evaluări ale volumului creierului, a cunoașterii și a comportamentului – inițial și la 6, 9 și 18 luni de studiu. Scopul este de a înțelege în ce mod COVID-19 crește riscul, severitatea și progresia afecțiunilor neurodegenerative, cum ar fi Alzheimer, sau a afecțiunilor psihiatrice, cum ar fi depresia.

Un apel pentru sedarea mai ușoară în UTI  ( unitățile de terapie intensivă )

Alte cercetări se adaugă îngrijorărilor exprimate de Dr. de Erausquin, Dr. Seshadri și colegii lor – în special cu privire la riscul de delir și comă. Un nou studiu apărut în The Lancet Respiratory Medicine a constatat o rată mult mai mare a acestor rezultate la pacienții cu COVID-19 decât ceea ce este obișnuit la pacienții cu insuficiență respiratorie acută. Autorii acestui studiu au analizat 2.088 de pacienți cu COVID-19 admiși la 69 UTI adulți din 14 țări. Au descoperit că aproximativ 82% dintre pacienți erau în comă timp de 10 zile în medie, iar 55% au avut delir pentru o medie de 3 zile. În medie, disfuncția cerebrală acută, manifestată ca comă sau delir, a durat 12 zile.

„Acest lucru este dublu față de ceea ce se observă la pacienții cu UTI non-COVID”, explică co-primul autor al studiului, Brenda Pun, asistentă medicală avansată la Divizia de Alergii, Pulmonare și Medicină de Îngrijire Critică a Universității Vanderbilt, din Nashville. Pun este, de asemenea, directorul calității datelor la Boli critice Vanderbilt, disfuncții cerebrale și Centrul de supraviețuire. Studiul a fost observațional, astfel încât nu a putut trage concluzii despre cauzele acestor rate de disfuncție cerebrală acută. Cu toate acestea, autorii speculează că sedativele puternice și vizitele familiale reduse pot juca un rol.

Cercetările au arătat că pacienții cărora li s-au administrat perfuzii sedative de benzodiazepine – care acționează ca un deprimant pentru sistemul nervos – au fost cu 59% mai predispuși să dezvolte delir. Studiul a constatat, de asemenea, că pacienții care au primit vizite personale sau familiale virtuale au fost cu 30% mai puține șanse de a dezvolta delir. Autorii avertizează că, din cauza presiunilor pandemiei, mulți profesioniști din domeniul sănătății au revenit la practicile mai vechi, în timp ce protocoalele mai noi au dispoziții clare în loc pentru evitarea disfuncției cerebrale acute. „Este clar în constatările noastre că multe UTI-uri au revenit la practici de sedare care nu sunt în conformitate cu liniile directoare de bune practici”, spune Pun, „și suntem lăsați să speculăm cauzele. Multe dintre spitalele din eșantionul nostru au raportat lipsa furnizorilor de terapie intensivă informați cu privire la cele mai bune practici”.

„Au existat îngrijorări cu privire la lipsa sedativelor, iar rapoartele timpurii ale COVID-19 au sugerat că disfuncția pulmonară văzută necesită tehnici de management unice, inclusiv sedarea profundă. În acest proces, măsurile preventive cheie împotriva disfuncției cerebrale acute au trecut oarecum de către consilii”. Aceste perioade prelungite de disfuncție cerebrală acută sunt în mare măsură evitabile. Studiul nostru sună o alarmă: pe măsură ce intrăm în al doilea și al treilea val de COVID-19, echipele UTI trebuie, mai ales, să revină la niveluri mai ușoare de sedare pentru acești pacienți, probe frecvente de trezire și respirație, mobilizare și siguranță în persoană sau vizitare virtuală”.

Infectarea neuronilor „cu consecințe devastatoare”

Alți cercetători s-au concentrat asupra modului în care noul coronavirus infectează neuronii și dăunează țesutului cerebral. De exemplu, o echipă condusă de Akiko Iwasaki, profesorul Waldemar Von Zedtwitz de imunobiologie și biologie moleculară, celulară și de dezvoltare la Școala de Medicină Yale, din New Haven, a folosit reproduceri de organe 3D în miniatură cultivate în laborator pentru a analiza modul în care SARS-CoV-2 invadează creierul. Studiul, care apare în Journal of Experimental Medicine, a arătat că noul coronavirus a fost capabil să infecteze neuronii din aceste organoide cultivate în laborator și să se replice prin stimularea metabolismului celulelor infectate. În același timp, neuroni sănătoși și neinfectați din vecinătate au murit odată cu întreruperea aportului de oxigen. Cercetătorii au stabilit, de asemenea, că blocarea receptorilor ACE2 a împiedicat virusul să infecteze organoizii creierului uman.

Oamenii de știință au analizat, de asemenea, efectele SARS-CoV-2 asupra creierului șoarecilor modificați genetic pentru a produce receptori ACE2 umani. Aici, virusul a modificat vasculatura sau vasele de sânge ale creierului. La rândul său, aceasta ar putea întrerupe alimentarea cu oxigen a creierului. Mai mult, șoarecii cu o infecție care s-a răspândit în creier au avut o boală mult mai severă decât cei cu o infecție limitată la plămâni.

În cele din urmă, prof. Iwasaki și echipa ei au examinat creierul postmortem a trei pacienți care au murit din cauza COVID-19. Au descoperit SARS-CoV-2 în neuronii corticali ai unuia dintre cei trei. Zonele infectate au fost asociate cu infarcte ischemice, în care o cantitate limitată de sânge a cauzat leziuni tisulare și moarte celulară. Toți cei trei pacienți au avut microinfarct în creier.

Studiul nostru demonstrează în mod clar că neuronii pot deveni o țintă a infecției cu SARS-CoV-2, cu consecințe devastatoare ale ischemiei localizate în creier și moartea celulară. […] Rezultatele noastre sugerează că simptomele neurologice asociate cu COVID-19 pot fi legate de aceste consecințe și pot ajuta la ghidarea abordărilor raționale în tratamentul pacienților cu COVID-19 cu tulburări neuronale”. „Odată ce infectează creierul, poate afecta orice”

Un alt studiu susține ideea că atacul COVID-19 asupra creierului este ceea ce face boala foarte severă. O echipă de cercetători, inclusiv autorul principal al studiului, Mukesh Kumar, un virusolog specializat în boli infecțioase emergente și profesor asistent la Georgia State University, din Atlanta, a infectat pasajele nazale ale șoarecilor cu noul coronavirus. Acest lucru a cauzat boli severe la rozătoare, chiar și după ce infecția a fost eliminată din plămâni. Oamenii de știință au analizat apoi nivelurile de virus în mai multe organe, comparând grupul de intervenție al șoarecilor cu un grup de control, care a primit o doză de soluție salină în locul virusului.

Rezultatele – publicate în jurnalul Viruses – au arătat că nivelurile virale din plămâni au atins un maxim în jurul zilei 3 după infecție, dar nivelurile din creier au persistat în zilele 5 și 6, coincizând cu simptomele cele mai severe și debilitante. Oamenii de știință au descoperit, de asemenea, că creierul conținea niveluri de virus de 1.000 de ori mai mari decât alte părți ale corpului.

Acest lucru poate explica, spune cercetătorul principal, de ce unii oameni par să-și revină după câteva zile și au îmbunătățită funcția pulmonară, pentru ca apoi să recidiveze și să aibă simptome mai severe, dintre care unele se pot dovedi letale.

„Gândirea noastră cum că [COVID-19 este] mai mult o boală respiratorie nu este neapărat adevărată”, spune Kumar. „Odată ce infectează creierul, acesta poate afecta orice, deoarece creierul controlează plămânii, inima și orice. Creierul este un organ foarte sensibil. Este procesorul central pentru orice”.

„Creierul este una dintre regiunile în care virușilor le place să se ascundă”, continuă el, „pentru că, spre deosebire de plămâni, creierul nu este la fel de echipat, din perspectivă imunologică, pentru a elimina virușii”. „De aceea, observăm boli severe și toate aceste simptome multiple, cum ar fi bolile de inimă, accidentul vascular cerebral și toate aceste transporturi lungi cu pierderea mirosului, pierderea gustului”, explică cercetătorul principal. „Toate acestea au legătură cu creierul mai degrabă, decât cu plămânii”.

Kumar avertizează că leziunile cerebrale pot însemna că multe persoane cu COVID-19 continuă să aibă un risc crescut de boli neurodegenerative, cum ar fi Parkinson, scleroză multiplă sau declin cognitiv general, după recuperare.

„Este înfricoșător. […] Mulți oameni cred că au primit COVID și s-au recuperat, iar acum au scăpat de pericol. Asta nu va fi niciodată adevărat. Poate că nu vei ieși niciodată din auspiciile pericolului”.