Zika virus and the brain: a functional and structural magnetic resonance imaging study of infants with congenital microcephaly associated to Zika virus exposure

Abstract

No ano de 2015, o território brasileiro enfrentou um surto de infecções causadas pelo Vírus Zika, aumentando significativamente o número de casos de recém nascidos com microcefalia congênita, e assim o interesse dos pesquisadores em como o vírus influencia o desenvolvimento cerebral em pacientes com essa condição neurológica. Desde então, diversos estudos no campo da neurociência mostram as alterações anatômicas no cérebro de crianças microcefálicas, porém sem nenhum foco no neurodesenvolvimento funcional. O presente trabalho propõe um estudo utilizando ressonância magnética funcional em crianças com microcefalia congênita associada ao Vírus Zika. O trabalho está dividido em dois estudos. O primeiro estudo é uma investigação transversal de 42 crianças nascidas com microcefalia congênita associada ao Vírus Zika. As avaliações de desenvolvimento (escala Bayley-III) e os exames de ressonância magnética foram realizados entre 13-19 meses de idade (idade média = 24.83 meses, desvio padrão = 5.82 meses). O estudo apresenta pela primeira vez uma classificação de gravidade da microcefalia, chamada de Escore de Severidade de Microcefalia Associada ao Vírus Zika. O escore de severidade foi criado com base em uma avaliação neuroradiológica das más-formações cerebrais. Posteriormente, foi estabelecida uma divisão em microcefalia leve, moderada e grave e investigamos a associação da gravidade com os escores de desenvolvimento. Por último, o estudo propõe a simplificação do escore de severidade e uma predição do escore, usando apenas dados de volumetria. Os resultados do primeiro estudo mostram que o Escore de Severidade de Microcefalia Associada ao Vírus Zika correlacionou negativamente com os escores de neurodesenvolvimento e com o trimestre de infecção materna. Em contrapartida, o método semiautomático correlacionou com o escore de severidade baseado nos achados neuroradiológicos e pode ser uma alternativa para predição do escore de severidade usando apenas uma sequência de imagem de ressonância magnética. Os dois métodos podem ser usados para avaliar a gravidade da microcefalia e a possível associação com o desenvolvimento. O segundo estudo é uma investigação transversal da conectividade funcional em 28 crianças com microcefalia congênita (idade média = 26.75 meses, desvio padrão = 5.82 meses). O estudo propõe, pela primeira vez, um modelo de cérebro de crianças com microcefalia moderada, chamado modelo ZikaBraIns. A conectividade funcional foi obtida através de uma análise de componentes independentes seguido por uma análise de correlação com a escala Bayley-III. Os resultados do segundo estudo mostram que o modelo ZikaBraIns pode ser usado para processar os dados de crianças com microcefalia moderada e apresentou resultados esperados nas análises de correlação. Os resultados mostram uma correlação na área motora suplementar entre a rede motora suplementar e o escore motor grosso da escala Bayley-III. Os resultados da análise de grupo mostram uma correlação entre a rede temporal e o escore de comunicação expressiva da escala Bayley-III na região temporal superior. Como conclusão, a classificação de gravidade permitiu a criação de um modelo de cérebro para crianças com microcefalia moderada para as análises de ressonância magnética funcional, que posteriormente foi usado para investigar redes em estado de repouso bem estabelecidas na literatura, como a rede auditiva, visual e temporal.