Une intelligence artificielle permettrait de détecter le stress chronique sur des scanners classiques, ouvrant la voie à une meilleure évaluation des risques cardiovasculaires et à des soins préventifs plus ciblés. Des chercheurs de l’université Johns Hopkins ont identifié un premier biomarqueur visible sur les images médicales standard, basé sur la taille des glandes surrénales.
Le stress chronique, bien plus qu’un simple état émotionnel, a des conséquences profondes sur la santé physique et mentale. Selon l’American Psychological Association, il peut contribuer à l’anxiété, aux troubles du sommeil, aux douleurs musculaires, à l’hypertension artérielle et à une diminution de l’efficacité du système immunitaire. Des études ont également établi un lien entre un stress prolongé et des maladies graves telles que les maladies cardiaques, la dépression et l’obésité.
L’étude, dont les résultats seront présentés la semaine prochaine lors de la réunion annuelle de la Radiological Society of North America (RSNA), s’appuie sur un modèle d’apprentissage profond capable d’analyser les tomodensitogrammes (CT-scans) et de calculer la taille des glandes surrénales. Aux États-Unis, des dizaines de millions de CT-scans thoraciques sont réalisés chaque année, offrant ainsi une base de données considérable pour cette recherche.
« Notre approche exploite des données d’imagerie largement disponibles et ouvre la porte à des évaluations à grande échelle de l’impact biologique du stress chronique, en utilisant les CT-scans existants, » explique le Dr Elena Ghotbi, chercheuse postdoctorale à la faculté de médecine de l’université Johns Hopkins à Baltimore, dans le Maryland. « Ce biomarqueur basé sur l’IA a le potentiel d’améliorer la stratification du risque cardiovasculaire et de guider les soins préventifs sans tests ni radiations supplémentaires. »
Jusqu’à présent, la mesure des effets cumulatifs du stress chronique se limitait aux questionnaires, aux marqueurs sériques de l’inflammation chronique et à la mesure du cortisol, une hormone dont le dosage est complexe. « Pour la première fois, nous pouvons « voir » le fardeau du stress à long terme à l’intérieur du corps, à l’aide d’un scanner que les patients subissent déjà quotidiennement dans les hôpitaux, » souligne le Dr Shadpour Demehri, professeur de radiologie à Johns Hopkins.
Contrairement à un test de cortisol ponctuel, qui reflète le stress à un instant précis, la taille des glandes surrénales constitue un indicateur plus durable du stress chronique. L’équipe de recherche a analysé les données de 2 842 participants (âge moyen de 69,3 ans, dont 51 % de femmes) inscrits à l’étude multi-ethnique sur l’athérosclérose, une vaste étude combinant imagerie par CT-scan thoracique, questionnaires de stress validés, mesures de cortisol et indicateurs de charge allostatique – c’est-à-dire les effets physiologiques et psychologiques cumulatifs du stress sur l’organisme.
Les chercheurs ont développé un indice de volume surrénalien (AVI), calculé en divisant le volume surrénalien (en cm3) par le carré de la taille (en m2). Ils ont ensuite étudié la corrélation entre l’AVI, les niveaux de cortisol salivaire (mesurés huit fois par jour pendant deux jours), la charge allostatique (calculée à partir de l’indice de masse corporelle, de la créatinine, de l’hémoglobine, de l’albumine, du glucose, de la numération globulaire blanche, de la fréquence cardiaque et de la tension artérielle) et divers indicateurs de stress psychosocial.
Les résultats ont révélé que l’AVI généré par l’IA correspondait aux questionnaires de stress établis, aux niveaux de cortisol circulant et aux événements cardiovasculaires indésirables futurs. Un AVI plus élevé était associé à une plus grande exposition globale au cortisol, à des niveaux maximaux de cortisol plus élevés et à une charge allostatique accrue. Les personnes déclarant des niveaux de stress perçu élevés présentaient un AVI plus élevé que celles déclarant un faible stress. L’AVI était également lié à un indice de masse ventriculaire gauche plus élevé, un indicateur de la structure cardiaque.
« Avec des données de suivi sur nos participants allant jusqu’à 10 ans, nous avons pu corréler l’AVI dérivé de l’IA avec des résultats cliniquement significatifs, » précise le Dr Ghotbi. « Il s’agit du tout premier marqueur d’imagerie du stress chronique qui a été validé et dont il a été démontré qu’il a un impact indépendant sur un résultat cardiovasculaire, à savoir l’insuffisance cardiaque. »
« Depuis plus de trois décennies, nous savons que le stress chronique peut épuiser le corps à travers plusieurs systèmes, » ajoute Teresa E. Seeman, professeure d’épidémiologie à l’UCLA et co-auteure de l’étude. « Ce qui rend ce travail si passionnant, c’est qu’il relie une caractéristique d’imagerie obtenue de routine, le volume surrénalien, à des mesures biologiques et psychologiques validées du stress et montre qu’il prédit de manière indépendante un résultat clinique majeur. C’est un véritable pas en avant dans la compréhension de l’impact cumulatif du stress sur la santé. »
Le Dr Demehri souligne que la possibilité de relier une simple mesure d’imagerie à plusieurs marqueurs bien établis du stress et des conséquences de la maladie ouvre une nouvelle approche pratique pour mesurer le stress chronique en clinique quotidienne. « L’importance clé de ce travail est que ce biomarqueur peut être obtenu à partir de CT-scans largement réalisés pour diverses raisons, » conclut-il. « Deuxièmement, il s’agit d’une mesure physiologiquement valable du volume surrénalien, qui fait partie de la cascade physiologique du stress chronique. » Les chercheurs estiment que ce biomarqueur pourrait être appliqué à de nombreuses maladies liées au stress, touchant généralement les adultes d’âge moyen et plus âgés.