Evidence that intrinsic brain connectivity moderates the association between gait and neurocognitive function in people living with HIV

Résumé technique : Preuve que la connectivité cérébrale intrinsèque modère l'association entre la marche et la fonction neurocognitive chez les personnes vivant avec le VIH

Énoncé du problème
Les personnes vivant avec le VIH (PLVI) présentent une lésion cérébrale associée au VIH (LCAV), souvent liée à un vieillissement accéléré et à des troubles neurocognitifs (TNC). Bien qu'une vitesse de marche plus lente ait été identifiée comme un signe clinique potentiel de TNC chez les PLVI, les mécanismes neuraux sous-jacents à cette association restent mal compris, particulièrement dans les contextes de pays à revenu faible ou intermédiaire (PRFI) où le dépistage cognitif gourmand en ressources est difficile. La littérature existante suggère que, chez les adultes plus âgés, la vitesse de marche et la fonction cognitive convergent en raison du recrutement de réseaux cérébraux fonctionnels de haut niveau, spécifiquement le réseau frontopariétal (FPN), à mesure que le contrôle moteur automatique décline. Cependant, il existe un manque de recherche comparant directement des groupes différant par l'exposition à la maladie et l'âge pour déterminer si le statut VIH modère la relation entre la marche, la cognition et la connectivité cérébrale fonctionnelle intrinsèque. Cette étude vise à tester si la vitesse de marche est associée à des déficits cognitifs chez les PLVI d'âge moyen dans un contexte de PRFI, si cette association reflète celle observée chez les adultes sains plus âgés, et si les anomalies de la connectivité fonctionnelle intrinsèque servent de marqueur de la LCAV pour modérer ces associations.

Méthodologie
Cette étude a utilisé une analyse secondaire de données provenant d'une cohorte recrutée dans un centre de santé communautaire à Khayelitsha, Le Cap, Afrique du Sud. L'échantillon primaire comprenait 39 participants (17 PLVI et 22 témoins séronégatifs) avec un âge moyen d'environ 39 ans. Pour garantir la validité des résultats concernant la LCAV, les participants PLVI étaient soit naïfs de traitement antirétroviral (TAR), soit sous TAR depuis moins d'un mois.

• Évaluations cliniques et comportementales : Les participants ont passé une batterie neurocognitive complète traduite en xhosa, évaluant sept domaines : vitesse de traitement, langage, fonction exécutive, rappel différé, apprentissage, mémoire de travail et fonction motrice. Un score neurocognitif global a été dérivé de ces domaines. La vitesse de marche a été mesurée à l'aide d'une marche chronométrée sur 20 yards (10 yards aller et retour), avec l'enregistrement de la moyenne de trois essais.
• Neuroimagerie : Un sous-ensemble de participants (11 PLVI et 11 témoins séronégatifs) a subi une IRM fonctionnelle au repos (rs-fMRI) sur un scanner Siemens Skyra 3T. Les données ont été prétraitées à l'aide de la pipeline HALFpipe, incluant la correction de mouvement (ICA-AROMA, aCompCor) et le lissage spatial.
• Analyse de la connectivité : La connectivité fonctionnelle intrinsèque a été évaluée à l'aide de graines correspondant à sept réseaux à l'état de repos (RSN) canoniques définis par Yeo et al. (211), excluant le réseau limbique en raison de problèmes d'atténuation du signal. L'étude s'est concentrée sur la connectivité intra-réseau, spécifiquement le FPN, en utilisant un cadre de régression multivariée (boîte à outils AFNI FATCAT) pour tester les différences de groupe dans l'association entre la connectivité et les scores de marche/cognition.
• Replication : Pour contextualiser les résultats, l'association entre la vitesse de marche et la performance neurocognitive a été répliquée à l'aide d'un large ensemble de données publiques d'adultes plus âgés des États-Unis (National Social Life, Health, and Aging Project ; NSHAP, N=3196).

Résultats clés

• Association Marche et Cognition : Dans la cohorte de PRFI, une vitesse de marche plus lente (temps plus long) a significativement prédit des scores neurocognitifs globaux plus bas ($t = -3,12, p < 0,008$) au sein du sous-groupe PLVI. Cette association a également été observée dans l'échantillon total après ajustement pour l'âge et le sexe. Crucialement, cette relation a été répliquée dans la cohorte NSHAP d'adultes sains plus âgés, confirmant une robuste association négative entre le temps de marche et la performance cognitive à travers différentes populations.
• Spécificité des domaines : Les analyses bivariées ont révélé qu'une marche plus lente était significativement associée à une moins bonne performance dans les domaines de la mémoire, du langage, de l'apprentissage et de la motricité à travers l'ensemble de l'échantillon. Après correction de Bonferroni, l'association avec la mémoire est restée significative. Spécifiquement dans le sous-groupe PLVI, des associations significatives ont été trouvées pour la mémoire et la fonction motrice.
• Modération neurale (Connectivité FPN) : L'étude a identifié une interaction significative entre le statut VIH et le temps de marche concernant la connectivité intrinsèque du réseau frontopariétal (FPN). Plus précisément, chez les PLVI, une vitesse de marche plus lente et des scores de fonction exécutive plus faibles étaient uniquement associés à des modèles de connectivité altérés impliquant le gyrus frontal inférieur droit (r. IFG).
  • Chez les PLVI, une marche plus lente et une fonction exécutive plus faible corrélaient avec une moindre connectivité entre le r. IFG et le gyrus précentral droit.
  • Inversement, chez les PLVI, ces mêmes déficits corrélaient avec une plus grande connectivité entre le r. IFG et le lobe pariétal inférieur gauche.
  • Ces associations spécifiques de connectivité-marche/cognition n'ont pas été observées dans le groupe témoin séronégatif.
• Spécificité du réseau : L'effet modérateur du statut VIH sur la relation entre la connectivité et la marche/cognition était spécifique au FPN ; aucune interaction significative n'a été trouvée pour les cinq autres RSN évalués.

Signification et affirmations
Les auteurs affirment que leurs résultats fournissent la première preuve, à travers deux ensembles de données indépendants (un en PRFI, un à revenu élevé), que la vitesse de marche est un indicateur robuste de la fonction neurocognitive chez les PLVI, reflétant les modèles observés lors du vieillissement sain. L'étude postule que l'intégrité du FPN, particulièrement impliquant le gyrus frontal inférieur droit, médie la relation entre la marche et la fonction exécutive chez les PLVI.

L'étude suggère que le modèle de connectivité observé chez les PLVI — spécifiquement l'altération du couplage entre les régions frontales et pariétales — peut refléter des mécanismes de compensation altérés. Les auteurs proposent qu'une performance réussie chez les PLVI pourrait reposer sur le désengagement du réseau frontopariétal au profit de régions motrices spécifiques, alors qu'une fonction FPN compromise laisse les patients désavantagés. Par conséquent, l'étude souligne l'utilité potentielle de tests de marche simples et non invasifs comme outil de dépistage de la LCAV dans les contextes à ressources limitées. Les résultats soutiennent l'hypothèse que le vieillissement accentué associé au VIH peut être un mécanisme liant une connectivité FPN anormale à une moins bonne fonction exécutive et une vitesse de marche plus lente dans cette population clinique.

Les auteurs maintiennent un ton modeste concernant la causalité, notant que bien que les résultats soient cohérents avec la LCAV, d'autres facteurs non contrôlés dans l'étude peuvent contribuer au déclin cognitif. Ils reconnaissent également des limites, notamment la petite taille de l'échantillon pour l'analyse rs-fMRI qui a limité la puissance statistique pour détecter des interactions, ainsi que l'incapacité de prendre pleinement en compte les effets de l'exposition au TAR malgré les critères de sélection.