Prédire le délire postopératoire à l'aide de l'EEG, de la génétique et des neurobiomarqueurs de lésions cérébrales (POD-01)

La POD est définie comme une "perturbation fluctuante de l'attention qui représente un changement aigu par rapport à la ligne de base, accompagnée d'une cognition ou d'une perception perturbée, et non due à un trouble neurocognitif préexistant ou survenant dans le contexte d'un niveau d'éveil sévèrement réduit". Selon le type de chirurgie et la population étudiée, elle peut survenir chez 20 à 45 % des patients âgés. Le POD est un fardeau pour les fournisseurs de soins de santé. En effet, elle est fortement associée à une augmentation de la morbidité et de la mortalité. La physiopathologie de la POD est multifactorielle et n'est pas encore complètement élucidée. Le cerveau vieillissant est plus vulnérable au développement de POD. Cependant, plus que l'âge chronologique, la vulnérabilité globale du patient et son état cognitif préexistant sont des indicateurs de sa capacité à faire face à ces facteurs de stress périopératoires. En effet, l'état cognitif du patient est une cause majeure de POD et les modèles prédisant le POD sont peu précis car ils ne prennent pas en compte l'état cognitif préopératoire du patient. Une évaluation neurocognitive préopératoire pourrait être réalisée, mais ces tests sont longs et soumis à divers facteurs d'influence. Par conséquent, des outils objectifs sont nécessaires pour distinguer les patients présentant des troubles cognitifs préopératoires.

Première hypothèse : la présence d'un schéma de signal EEG peropératoire spécifique peut fournir un outil pour une telle identification des patients présentant une fragilité cognitive préopératoire sous-jacente. Agents anesthésiques couramment utilisés pour l'induction et le maintien de l'anesthésie générale (par ex. sévoflurane ou propofol) fournissent un schéma électroencéphalographique typique avec des oscillations lentes/delta et alpha, principalement dans le cortex cérébral frontal. Plus précisément, les oscillations alpha proviennent en fait des sites pariéto-occipitaux chez les patients éveillés et migrent vers les régions frontales après l'induction de l'anesthésie. Ce phénomène est appelé "l'antériorisation" de la bande de fréquence alpha. Par ailleurs, parmi toutes les fréquences EEG, la contribution des oscillations alpha au tracé global évolue tout au long de l'âge adulte : la puissance alpha tend à diminuer avec l'âge, et cette diminution est plus prononcée en présence de troubles cognitifs sous-jacents (ex. troubles cognitifs légers, maladie d'Alzheimer). Plus important encore, il a été démontré qu'une antériorisation inférieure de la bande alpha frontale lors d'une anesthésie générale est associée à des scores cognitifs préopératoires plus faibles. De plus, ces patients pourraient être plus à risque de suppression peropératoire de l'EEG en cas de surdosage d'anesthésiques ou, même souvent, malgré une dose plus faible d'anesthésiques. À cet égard, la présence et la puissance des oscillations alpha frontales sous anesthésie générale peuvent être des indicateurs de l'état cognitif préopératoire du patient et peuvent donc prédire le risque de développer un POD.

Deuxième hypothèse : Des études génétiques ont démontré une corrélation entre des génotypes spécifiques et le risque de déclin cognitif. Le génotype APOEe4 est un facteur de risque connu de la maladie d'Alzheimer (MA) et il a été démontré qu'il est également un facteur de risque de POD. Cependant, l'allèle APOEe4 n'est ni nécessaire ni exclusif pour développer la MA, et cela peut également être vrai pour la POD, car cette hypothèse tardive a été rejetée dans d'autres études antérieures. Par ailleurs, peu d'études se sont penchées sur certaines particularités de l'EEG selon le génotypage APOEe4, chez les patients AD et les sujets témoins. Malheureusement, leurs résultats concernant la présence de l'allèle e4 et les anomalies EEG associées sont contradictoires. À ce jour, aucune étude n'a lié le génotypage APOE et les schémas EEG peropératoires sous anesthésie générale.

Troisième hypothèse : En plus des épisodes périopératoires d'hypoxie cérébrale et/ou d'hypoperfusion et de neuroinflammation, les mécanismes physiopathologiques de la POD incluent également une atteinte potentielle directe au cerveau, induite à la fois par l'anesthésie et la chirurgie. Pourtant, le biomarqueur idéal, hautement sensible pour les lésions cérébrales, ainsi que hautement spécifique pour le tissu neuronal reste à identifier. En effet, la libération de telles protéines après une lésion neuronale peut provenir de plusieurs niveaux et certaines d'entre elles ont des sources extracrâniennes. Ces sources peuvent donc influencer les résultats observés. Par conséquent, dans la pratique clinique, aucun des neurobiomarqueurs actuellement évalués (par ex. interleukines, Neuron Specific Enolase, S100 calcium-binding protein B) est apparu comme un outil diagnostique et/ou pronostique fiable pour évaluer les complications neurologiques postopératoires. Récemment, une grande attention a été accordée aux neurofilaments, car ce groupe de protéines fait partie de l'échafaudage des axones et est exclusivement exprimé dans le tissu neuronal. En conséquence, des niveaux anormalement élevés de neurofilaments dans les fluides extracellulaires, tels que le liquide céphalo-rachidien (LCR) ou le sérum, correspondent spécifiquement à des dommages aux cellules neuronales, ce qui représente un avantage significatif par rapport aux autres biomarqueurs précédemment testés. Parmi les trois sous-unités du neurofilament, la sous-unité de la lumière du neurofilament (NfL) s'est révélée prometteuse. Des niveaux élevés de NfL ont été trouvés dans un large éventail de troubles neurodégénératifs, mais aussi dans des événements aigus tels que les lésions cérébrales traumatiques et les accidents vasculaires cérébraux. Depuis qu'il a été possible de mesurer NfL dans le sérum, évitant le besoin d'échantillons de liquide céphalo-rachidien, leur analyse dans la période périopératoire a été facilitée. En effet, les taux sériques de NfL ont été récemment étudiés dans la période périopératoire dans diverses populations de patients chirurgicaux. Ces études nous fournissent des informations sur la cinétique de la libération périopératoire de NfL, mais elles montrent des résultats contradictoires concernant une corrélation potentielle entre des niveaux élevés de NfL périopératoire et la survenue de POD.