Encogimiento del cerebro vinculado a COVID-19

El COVID-19 puede reducir la materia gris del cerebro, principalmente en las zonas del cerebro relacionadas con el olfato y el procesamiento de la memoria, según sugiere un amplio estudio.

Según el estudio, publicado el 7 de marzo en la revista Nature, estos cambios tan marcados en la estructura del cerebro aparecen tanto en las personas que requirieron hospitalización por COVID-19 como en las que sufrieron infecciones menos graves. Y la pérdida de tejido y el daño observado en estos participantes en el estudio estaba "por encima y más allá" de los cambios estructurales del cerebro que normalmente se producen con la edad, dijo Jessica Bernard, neurocientífica y profesora asociada de la Universidad A&M de Texas, que no participó en el estudio.

"Definitivamente, esto está estadísticamente, de forma fiable, por encima de eso", dijo Bernard, que estudia cómo los cambios cerebrales normales relacionados con la edad afectan a la capacidad de pensar y moverse de las personas.

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La nueva investigación incluyó datos de 785 personas, de entre 51 y 81 años, que contribuyeron previamente con escáneres cerebrales al Biobanco del Reino Unido, un depósito de datos de imágenes cerebrales de más de 45.000 residentes del Reino Unido. De estos participantes, 401 tuvieron una infección conocida por COVID-19 en algún momento entre marzo de 2020 y abril de 2021; de ellos, 15, o alrededor del 4%, fueron hospitalizados por sus infecciones.

Los 384 participantes restantes no se habían contagiado de COVID-19, pero se parecían mucho a los participantes infectados en cuanto a edad, sexo y factores de riesgo de COVID-19, como por ejemplo si fumaban o tenían diabetes. Estos participantes dieron negativo en las pruebas de anticuerpos contra el SARS-CoV-2 y/o no tenían ningún registro de COVID-19 confirmado o sospechoso en la atención primaria, los registros hospitalarios o una prueba de diagnóstico, y sirvieron como grupo de control. Todos los participantes se sometieron a un segundo escáner cerebral para el estudio, de modo que los investigadores pudieran determinar cómo y en qué se diferenciaban sus cerebros de los escáneres iniciales del Biobanco, realizados unos tres años antes.

"El verdadero poder del Biobanco del Reino Unido es que dispone de imágenes previas y posteriores a la infección", lo que significa que esencialmente tiene instantáneas del "antes" y el "después" de los cerebros de los participantes, dijo la Dra. Jennifer Frontera, profesora del departamento de neurología de la Facultad de Medicina Grossman de la NYU y neuróloga de NYU Langone Health, que no participó en el estudio.

Para observar el interior de los cerebros de los participantes, el equipo utilizó imágenes por resonancia magnética (IRM), una técnica que utiliza un fuerte campo magnético y ondas de radio para generar imágenes de los tejidos blandos del cuerpo. En el grupo infectado, los participantes se contagiaron de COVID-19 unos 4,5 meses antes de su segunda exploración, por término medio. Estas resonancias magnéticas revelaron distintos patrones de contracción en los cerebros de las personas que contrajeron el COVID-19; el daño era más extenso y se producía en regiones diferentes a los cambios normales que aparecen en las personas que nunca contrajeron el virus.

En comparación con el grupo de control, el grupo infectado mostró una mayor pérdida de tejido en regiones específicas de la corteza cerebral, la superficie exterior arrugada del cerebro. Una región, denominada corteza orbitofrontal, se sitúa justo encima de las cuencas de los ojos, recibe señales de las áreas cerebrales relacionadas con las sensaciones, las emociones y la memoria, y desempeña un papel importante en la toma de decisiones. La otra, conocida como giro parahipocampal, rodea el hipocampo, una estructura con forma de caballito de mar situada en el centro del cerebro que es importante para codificar nuevos recuerdos.

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El encogimiento fue más pronunciado en estas áreas, pero el grupo infectado también mostró una mayor reducción del tamaño total del cerebro que el grupo de control, informaron los autores. El equipo también descubrió daños en el tejido de las áreas cerebrales conectadas a la corteza olfativa primaria, una estructura bulbosa que recibe información sensorial de las neuronas que detectan el olor en la nariz.

"Ciertamente están mostrando, particularmente, que las áreas que están involucradas en la codificación de la memoria están afectadas, y que las conexiones con la corteza olfativa y el sistema límbico están involucradas", dijo Frontera; el sistema límbico está involucrado en el comportamiento emocional, el aprendizaje y la memoria.

En promedio, el grupo infectado mostró una pérdida de tejido y un daño entre el 0,2% y el 2% mayor en el transcurso de unos tres años, en comparación con el grupo de control. Para poner esto en contexto, las estimaciones sugieren que los adultos que envejecen pierden cada año entre un 0,2% y un 0,3% de su materia gris en las regiones relacionadas con la memoria, según un informe de 2021 publicado en la revista Neurobiology of Aging, por lo que una pérdida adicional más allá de eso sería algo fuera de lo normal.

Los participantes en el estudio también completaron varias evaluaciones cognitivas; los autores del estudio repitieron algunas de estas pruebas durante su estudio, para ver cómo habían cambiado las puntuaciones de los participantes. En particular, el grupo infectado obtuvo resultados significativamente peores en las denominadas pruebas de creación de pistas que los controles; estas pruebas están diseñadas para evaluar la atención y la función ejecutiva, dijo Frontera.

"Creo que también es muy importante que hayan demostrado que hay una diferencia en las pruebas cuantitativas y cognitivas, así como en los datos estructurales de las resonancias magnéticas", dijo.

Aunque tiene muchos puntos fuertes, el nuevo estudio tiene algunas limitaciones. Por ejemplo, aunque los autores saben qué participantes desarrollaron COVID-19 leve o grave, no catalogan exactamente qué síntomas experimentó cada persona durante su infección. Sería interesante saber qué participantes tenían síntomas de pérdida de olfato o disfunción olfativa, ya que eso podría dar pistas sobre por qué se produjeron daños en las áreas cerebrales conectadas a la corteza olfativa primaria, dijo Frontera. La pérdida de información sensorial procedente de la nariz podría, en teoría, provocar la atrofia de dichas zonas, señaló.

Los autores del estudio coinciden en que esta pérdida de información sensorial podría explicar el daño observado. Como alternativa, es posible que el coronavirus infecte directamente el cerebro o que el virus desencadene una respuesta inmunitaria inflamatoria que dañe el cerebro indirectamente, sugieren en su informe.

"No sé si hay algo que sugiera una forma u otra en este momento", dijo Bernard. "Creo que está completamente en el aire".

"No creo que sepamos todavía cuál es el mecanismo en el que se basa esto", coincidió Frontera. Dicho esto, basándose en estudios recientes, "no creo que haya una invasión directa", lo que significa que el coronavirus no está necesariamente invadiendo estas regiones del cerebro y causando un daño directo, dijo.

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Un estudio reciente, publicado el 1 de febrero en la revista Cell, apoya esta idea, dijo. La investigación sugiere que el SARS-CoV-2 no infecta directamente las neuronas olfativas de la nariz, que teóricamente podrían servir de autopista hacia el cerebro. En cambio, el virus infecta las células que se encuentran cerca de las neuronas olfativas, incrustadas en el revestimiento de la cavidad nasal. Esta infección desencadena una inflamación que altera la función de las neuronas olfativas vecinas, haciendo que produzcan menos receptores de olor, por ejemplo. Esto, a su vez, provoca la pérdida de olfato, concluyen los autores.

Sea cual sea el motivo de la contracción cerebral observada, es posible que el mecanismo difiera ligeramente entre las variantes del coronavirus, señaló Frontera. El estudio sólo incluyó a personas infectadas entre marzo de 2020 y abril de 2021, que muy probablemente se contagiaron de la cepa original del SARS-CoV-2 o de la variante alfa, señalaron los autores. Futuros estudios podrían profundizar en cómo las variantes más recientes, como la omicrón, afectan al cerebro, y otros podrían centrarse en si estos hallazgos se extienden a las personas con COVID largo, muchas de las cuales informan de problemas de memoria y "niebla cerebral", señaló.

Y, por supuesto, lo ideal sería realizar otro estudio con los individuos del Biobanco del Reino Unido, para ver cómo cambian sus cerebros en los próximos meses y años, dijo Frontera.

"¿Qué veremos dentro de cinco, diez o quince años?" dijo Bernard. Es de esperar que la tasa de cambio estructural se estabilice relativamente pronto después de la infección y que los déficits cognitivos de los participantes se resuelvan, dijo. Pero existe la posibilidad de que, más adelante, el daño cerebral relacionado con el COVID acelere los procesos normales de envejecimiento y haga que el deterioro cognitivo se produzca a un ritmo más rápido de lo que cabría esperar.

"Y para ser claros, esto es totalmente especulativo", dijo Bernard. "Es demasiado pronto para saberlo".

Más allá del Reino Unido, muchos otros grupos de investigación están abordando estas cuestiones. "Ciertamente, mucha gente tiene los ojos puestos en esto", dijo Frontera. Frontera y sus colegas de la Universidad de Nueva York están poniendo en marcha un estudio para evaluar los marcadores de la enfermedad neurodegenerativa, concretamente el Alzheimer, en individuos que se recuperaron de la COVID-19; sus participantes también se someterán a resonancias magnéticas y evaluaciones cognitivas.