Лазейка для вируса. Ученые выяснили, как коронавирус проникает в мозг

Частицы SARS-CoV-2, отмеченные красным, в клетке обонятельной слизистой оболочки.
Фото: Michael Laue/RKI & Carsten Dittmayer/Charité | Частицы SARS-CoV-2, отмеченные красным, в клетке обонятельной слизистой оболочки.

Эксперты из "Шарите" проследили путь, с помощью которого SARS-CoV-2 попадет в человеческий мозг.

Ученые из медицинского комплекса "Шарите" в Берлине изучили механизм того, как коронавирус попадает в мозг пациентов с COVID-19 и реакцию на это иммунной системы. Об этом сообщает SciTechDaily.

Результаты исследования образцов тканей пациентов, умерших от коронавируса, показывают, что SARS-CoV-2 проникает в мозг человека через нервные клетки в обонятельной слизистой оболочке. Исследование было опубликовано в журнале Nature Neuroscience. В нем отмечается, что ученые впервые смогли увидеть под электронным микроскопом интактные частицы коронавируса внутри обонятельной слизистой оболочки.

На данный момент научное сообщество признает, что COVID-19 не является исключительно респираторным заболеванием. Помимо поражения легких, SARS-CoV-2 может влиять на сердечно-сосудистую систему, желудочно-кишечный тракт и центральную нервную систему. Почти каждый третий пациент с коронавирусом сообщает о неврологических симптомах, таких как потеря или изменения обоняния или вкуса, головные боли, усталость, головокружение и тошнота.

У некоторых пациентов болезнь может даже вызывать инсульт или другие серьезные заболевания. Исследователи подозревали, что такие проявления должны быть вызваны проникновением вируса в определенные клетки мозга и их заражением.

Иммунофлуоресцентное окрашивание показывает нервную клетку (розовую) внутри обонятельной слизистой оболочки, которая была инфицирована SARS-CoV-2 (желтая).
Иммунофлуоресцентное окрашивание показывает нервную клетку (розовую) внутри обонятельной слизистой оболочки, которая была инфицирована SARS-CoV-2 (желтая).
Фото: Jonas Franz/Universitätsmedizin Göttingen

Под руководством доктора Хелены Радбрух из отделения невропатологии "Шарите" и директора отделения Фрэнка Хеппнера многопрофильная группа исследователей проследила, как вирус проникает в центральную нервную систему и затем в мозг.

В рамках исследования эксперты в области невропатологии, патологии, судебной медицины, вирусологии и клинической медицины изучили образцы тканей 33 пациентов (средний возраст 72 года), которые умерли от коронавируса.

Медики проанализировали образцы, взятые из обонятельной слизистой оболочки умерших пациентов, а также из 4 различных областей мозга. Как образцы тканей, так и отдельные клетки были протестированы на генетический материал SARS-CoV-2 и шиповидный белок вируса.

Команда получила доказательства наличия вируса в различных нейроанатомических структурах, которые соединяют глаза, рот и нос с мозгом. Обонятельная слизистая оболочка содержала наибольшее количество вируса.

С помощью специальных красителей для тканей, исследователи смогли получить первые в истории электронные микроскопические изображения частиц коронавируса в обонятельной слизистой оболочке. Они были обнаружены как внутри нервных клеток, так и в их отростках.

"Эти данные подтверждают идею о том, что SARS-CoV-2 может использовать обонятельную слизистую оболочку в качестве входа в мозга. Оказавшись внутри обонятельной слизистой оболочки, вирус, похоже, использует нейроанатомические связи, такие как обонятельный нерв, чтобы достичь мозга", – говорит Хеппнер.

Он отмечает, что результаты подтверждаются близостью клеток слизистой оболочки, кровеносных сосудов и нервных клеток.

"Однако важно подчеркнуть, что пациенты с COVID-19, чьи образцы были взяты для исследования, болели коронавирусом в тяжелой форме, которая переросла в летальную. Следовательно, результаты исследования не обязательно применимы к пациентам с легкой или средней степенью заболевания", – подчеркивает автор исследования.

То, как вирус распространяется от нервных клеток, еще предстоит узнать.

"Наши данные показывают, что вирус перемещается от нервной клетки к нервной клетке, чтобы достичь мозга. Но вполне вероятно, что вирус может переносить и через кровеносные сосуды, поскольку его частицы также были обнаружены в стенках кровеносных сосудов в головном мозге", – добавляет Радбрух.

SARS-CoV-2 не единственный вирус, который может перемещаться в человеческий мозг. Например, вирус простого герпеса или вирус бешенства также могут попадать в мозг.

Исследователи также изучили, как иммунная система реагирует на SARS-CoV-2. Так, в головном мозге и обонятельной слизистой оболочке были обнаружены активированные иммунные клетки. Также были найдены иммунные сигнатуры в спинномозговой жидкости.

В некоторых случаях ученые находили поврежденные ткани после инсульта в результате тромбоэмболии.

"На наш взгляд, присутствие SARS-CoV-2 в нервных клетках обонятельной слизистой оболочки является хорошим объяснением для неврологических симптомов, обнаруживаемых у пациентов с COVID-19, таких как потеря обоняния или вкуса. Мы также обнаружили SARS-CoV-2 в областях мозга, которые отвечают за жизненно важные функции, среди которых дыхание. Не исключено, что у пациентов с тяжелой формой COVID-19 присутствие вируса в этих областях мозга будет влиять на функцию дыхания, усугубляя проблемы с дыханием, вызванные инфекцией в легких. Подобные проблемы также могут возникать с сердечно-сосудистой функцией организма", – подытожили исследователи.