Коронавирус может проникать в нейроны и препятствовать нормальной работе ЦНС

Команда ученых из Йельской школы медицины в Нью-Хейвене доказали, что коронавирус может напрямую проникать в клетки центральной нервной системы (ЦНС) и вызывать повреждение нервной ткани. Результаты исследования были опубликованы на страницах Journal of Experimental Medicine 12 января 2021 года.

Коронавирус инфицирует легочную ткань, проникая в клетки через рецепторы ACE2. Как только вирус проникает в клетку, он может начать вызывать такие респираторные симптомы, как одышку и сухой кашель. Однако последние исследования показали, что вирус может также проникать в клетки ЦНС. По мнению ученых, это объясняет большое количество пациентов с неврологическими симптомами, включая головокружение и спутанность сознания.

Ученые решили проанализировать механизм заражения нервных клеток. Для этого они проводили свой эксперимент на органоидах человеческого мозга, мышах и аутопсиях умерших людей от COVID-19.

Специалисты изучили возможность заражения нервных клеток с помощью органоидов человеческого мозга — 3D-моделей, полученных в лаборатории из стволовых клеток здоровых людей. Оказалось, что органоиды накапливали коронавирус в определенных областях. Из этого американские эксперты сделали вывод, что вирус может инфицировать нейроны и реплицироваться в них. В этих областях также наблюдалась повышенная гибель клеток. Однако оказалось, что большинство мертвых клеток не были инфицированы: клетки либо были восприимчивы к инфекции, либо к гибели. В редких случаях и к тому, и к другому.

После этого ученые сравнили инфицированные клетки с незараженными. Они обнаружили, что у инфицированных клеток был повышенный метаболизм, что давало вирусу возможность реплицироваться и ограничивало снабжение кислородом окружающих клеток. Результаты исследования свидетельствуют о том, что вирус может изменять метаболизм клеток, чтобы размножаться.

Ранее было неясно, производят ли нейроны рецепторы АCE2 или нет. Эксперимент показал, что коронавирус может проникать в клетки головного мозга через рецептор ACE2 так же, как это происходит в легких.

После этого команда специалистов продолжила свое исследование на мышах. Они генетически модифицировали мышей, чтобы у них был человеческий рецептор ACE2. При заражении коронавирусом мышей, ученые обнаружили высокий уровень зараженных нервных клеток. Также исследователи увидели патологии в кровеносных сосудах — изменения, которые могли нарушить приток кислорода в головной мозг.

Авторы исследования сравнили, как протекает коронавирусная инфекция у мышей при заражении клеток легких и нейронов. Выяснилось, что при инфицировании нейронов, заболевание чаще приводило к потери веса и смерти мышей.

Наконец, ученые исследовали области головного мозга трех пациентов, умерших от тяжелых осложнений коронавирусной инфекции. У всех была дыхательная недостаточность и все они лечились в отделении интенсивной терапии. Эксперты обнаружили, что в инфицированных областях головного мозга наблюдались признаки повреждения тканей и гибели клеток по типу ишемического инсульта.

«В целом, наше исследование наглядно демонстрирует, что нейроны могут стать мишенью инфекции SARS-CoV-2 с разрушительными последствиями в виде локализованной ишемии в головном мозге и гибели клеток», — заявил соавтор исследования Кайя Бильгувар.

фото: freepik.com