Skip to main content
Critical Care Science logoLink to Critical Care Science
letter
. 2024 May 27;36:e20240291en. doi: 10.62675/2965-2774.20240291-en
View full-text in Portuguese

To: Critical COVID-19 and neurological dysfunction - a direct comparative analysis between SARS-CoV-2 and other infectious pathogens

Roberto A Villa 1,
PMCID: PMC11152443  PMID: 38896725

To the Editor

We have read with great care the interesting article by Teixeira-Vaz et al. on a prospective, single-center cohort study of 27 coronavirus disease 2019 (COVID-19) patients requiring mechanical ventilation for >48 hours for acute respiratory distress syndrome (ARDS).(1) They noted that although neurological impairment caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infection usually occurs in a variable manner, almost all patients with respiratory failure and ARDS develop impairment. Although information is limited, as Finsterer and Scorza noted,(2) we support the need for a prospective study on patients with neurological dysfunction after severe SARS-CoV-2 infection. In addition, we agree with the points raised by Magoon and Suresh.(3)

Patients with COVID-19 and severe respiratory compromise suffer hypoxemia-induced brain injury, which manifests as cognitive deficits in acute illness and during long-term follow-up. This result is not unusual since SARS-CoV-2 is a neurotropic virus that causes neuroinvasion via several potential mechanisms, including transsynaptic transfer, olfactory nerve entry, vascular endothelial infection, and leukocyte migration across the blood-brain barrier.(4) Additionally, using a Trojan horse mechanism, the virus can infect T lymphocytes, which can then cross the blood-brain barrier and infect the CNS.(5) The final consequence of viral invasion of the nervous system in severe SARS-CoV-2 infections is septic encephalopathy, which is a type of brain failure caused by inflammation with endothelial/microglial activation, increased permeability of the blood-brain barrier, hypoxia, an imbalance of neurotransmitters, glial activation, and axonal and neuronal loss.(6) COVID-19-associated encephalopathy is multifactorial and involves hypoxic changes, intracranial pressure changes, and viral responses in brain tissue.(7) This process also occurs in patients with persistent or prolonged COVID-19. The current theory of the mechanism underlying prolonged COVID-19 is that the inflammatory process promoted by SARS-CoV-2 infection disrupts the blood-brain barrier in patients with neurological involvement. The fact that proinflammatory cytokine levels do not predict long-term functional outcome suggests that prognosis is more closely related to neuronal damage than to the acute neuroinflammatory process.(8) In each of these situations, a potential neuroprotective factor may play a crucial role in preserving neuronal tissue.(9)

Among our series of 468 patients with COVID-19 and critical respiratory failure with ARDS, 99% of recovered patients had cognitive deficits as measured by the sum of the Montreal Cognitive Assessment, Barthel Index, Beck Depression Inventory II, Beck Anxiety Inventory, Richard Campbell Sleep Questionnaire and Pittsburgh Sleep Quality Index scores. Interestingly, we treated previously healthy individuals with acute-onset viral disease, severe respiratory failure, and variable neurological compromise at the time of recovery, from a mild cognitive deficit to severe impairment with a minimally conscious state.

We believe that closely examining the neurological damage caused by SARS-CoV-2 in critically ill patients is of fundamental importance. However, this interesting study has limitations that call the results into question and complicate their interpretation. Comprehensive clinical investigations are necessary to make an accurate diagnosis and initiate early and appropriate treatment in critical COVID-19 patients since the vast majority have neurological complications.

REFERENCES

  • 1.Teixeira-Vaz A, Rocha JA, Reis DA, Oliveira M, Moreira TS, Silva AI, et al. Critical COVID-19 and neurological dysfunction - a direct comparative analysis between SARS-CoV-2 and other infectious pathogens. Rev Bras Ter Intensiva. 2022;34(3):342–350. doi: 10.5935/0103-507X.20220229-en. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 2.Finsterer J, Scorza FA. To: Critical COVID-19 and neurological dysfunction - a direct comparative analysis between SARS-CoV-2 and other infectious pathogens [letter] Crit Care Sci. 2023;35(3):338–339. doi: 10.5935/2965-2774.20230104-en. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 3.Magoon R, Suresh V. To: Critical COVID-19 and neurological dysfunction - a direct comparative analysis between SARS-CoV-2 and other infectious pathogens. Crit Care Sci. 2023;35(3):335–336. doi: 10.5935/2965-2774.20230383-en. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 4.Hingorani KS, Bhadola S, Cervantes-Arslanian AM. COVID-19 and the brain. Trends Cardiovasc Med. 2022;32(6):323–330. doi: 10.1016/j.tcm.2022.04.004. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 5.Aghagoli G, Gallo Marin B, Katchur NJ, Chaves-Sell F, Asaad WF, Murphy SA. Neurological involvement in COVID-19 and potential mechanisms: a review. Neurocrit Care. 2021;34(3):1062–1071. doi: 10.1007/s12028-020-01049-4. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 6.Previgliano IJ, Villa RA. New insights into septic encephalopathy. Minerva Anestesiol. 2023;89(3):128–130. doi: 10.23736/S0375-9393.22.17002-1. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 7.Garg RK, Paliwal VK, Gupta A. Encephalopathy in patients with COVID-19: a review. J Med Virol. 2021;93(1):206–222. doi: 10.1002/jmv.26207. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 8.Guasp M, Muñoz-Sánchez G, Martínez-Hernández E, Santana D, Carbayo Á, Naranjo L, Bolós U, Framil M, Saiz A, Balasa M, Ruiz-García R, Sánchez-Valle R, Barcelona Neuro-COVID Study Group CSF biomarkers in COVID-19 associated encephalopathy and encephalitis predict long-term outcome. Front Immunol. 2022;13:866153–866153. doi: 10.3389/fimmu.2022.866153. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 9.Villa RA. Neuroprotection is possible in the real life. Neurodegener Dis Current Res. 2023;3(1):1–3. [Google Scholar]
Crit Care Sci. 2024 May 27;36:e20240291en. [Article in Portuguese] doi: 10.62675/2965-2774.20240291-pt

Para: COVID-19 crítico e disfunção neurológica – uma análise comparativa direta entre o SARS-CoV-2 e outros patógenos infecciosos

Roberto A Villa 1,

Ao Editor

Lemos com muita atenção o artigo de Teixeira-Vaz et al., um estudo de coorte prospectivo unicêntrico envolvendo 27 pacientes com a doença do coronavírus 2019 (COVID-19) que necessitaram de ventilação mecânica por mais de 48 horas devido à síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA).(1) Os autores observaram que, embora o comprometimento neurológico causado pela infecção pelo coronavírus da síndrome respiratória aguda grave 2 (SARS-CoV-2) geralmente se apresente de forma variável, quase todos os pacientes com insuficiência respiratória e SDRA desenvolvem algum grau de comprometimento. Embora as informações sejam limitadas, como ressaltam Finsterer e Scorza,(2) acreditamos que há necessidade de um estudo prospectivo de pacientes que desenvolveram disfunção neurológica após infecção grave pelo SARS-CoV-2. Além disso, concordamos com os pontos levantados por Magoon e Suresh.(3)

Pacientes com COVID-19 e comprometimento respiratório grave sofrem hipóxia cerebral, que se manifesta como défice cognitivo durante a doença aguda e no acompanhamento a longo prazo. Esse resultado não é incomum, uma vez que o SARS-CoV-2 é um vírus neurotrópico que causa neuroinvasão por meio de diversos potenciais mecanismos, incluindo transferência transsináptica, entrada pelo nervo olfatório, infecção endotelial vascular e migração de leucócitos através da barreira hematoencefálica.(4) Além disso, utilizando um mecanismo de cavalo de Troia, o vírus pode infectar linfócitos T, que, então, atravessam a barreira hematoencefálica e infectam o sistema nervoso central.(5) A consequência final da invasão viral do sistema nervoso em infecções graves por SARS-CoV-2 é a encefalopatia séptica, que é um tipo de disfunção cerebral causada por inflamação com ativação endotelial/microglial, aumento da permeabilidade da barreira hematoencefálica, hipóxia, desequilíbrio de neurotransmissores, ativação glial e perda axonal e neuronal.(6) A encefalopatia associada à COVID-19 é multifatorial e envolve alterações hipóxicas, alterações da pressão intracraniana e respostas virais no tecido cerebral.(7) Esse processo também ocorre em pacientes com COVID-19 persistente ou prolongada. A atual teoria do mecanismo subjacente à COVID-19 prolongada é a de que o processo inflamatório promovido pela infecção por SARS-CoV-2 afeta a barreira hematoencefálica em pacientes com comprometimento neurológico. O fato de que os níveis de citocinas pró-inflamatórias não predizem desfechos funcionais a longo prazo sugere que o prognóstico está mais relacionado ao dano neuronal do que ao processo neuroinflamatório agudo.(8) Em cada uma dessas situações, um potencial fator neuroprotetor pode desempenhar papel crucial na preservação do tecido neuronal.(9)

Na nossa série de 468 pacientes com COVID-19 e insuficiência respiratória crítica com SDRA, 99% dos que se recuperaram apresentaram défices cognitivos, conforme medido pela soma dos escores da Montreal Cognitive Assessment, do índice de Barthel, do Inventário de Depressão de Beck – Segunda Edição, do Inventário de Ansiedade de Beck, do Richards-Campbell Sleep Questionnaire e do Índice de Qualidade do Sono de Pittsburgh. É importante ressaltar que tratamos indivíduos previamente saudáveis com doença viral de início agudo, insuficiência respiratória grave e comprometimento neurológico variável no momento da recuperação (desde défice cognitivo leve até comprometimento grave com estado minimamente consciente).

Acreditamos que examinar de perto o dano neurológico causado pelo SARS-CoV-2 em pacientes críticos é extremamente importante. No entanto, este estudo interessante possui limitações que questionam os resultados e complicam sua interpretação. Investigações clínicas abrangentes são necessárias para fazer um diagnóstico preciso e iniciar o tratamento precoce e apropriado de pacientes críticos com COVID-19, uma vez que a maioria apresenta complicações neurológicas.


Articles from Critical Care Science are provided here courtesy of Associação de Medicina Intensiva Brasileira

RESOURCES