COVID-19 и «мозговой туман»: новое исследование раскрывает механизмы неврологических симптомов

Некоторые люди, которые перенесли COVID-19, испытывают неврологические симптомы, такие как головная боль, потеря вкуса и обоняния, и истощение. Новое исследование, проведенное исследователями из Университета Маккуори в Сиднее, Университета Квинсленда и Университета Хельсинки, Финляндия, показало, что вирусы, подобные тому, который вызывает COVID-19, могут вызывать слияние клеток мозга и нарушение их работы. Полученные данные могут объяснить «мозговой туман» и другие неврологические симптомы, которые некоторые люди испытывают после заражения SARS-Cov-2.

Как работает вирус

Хорошо известно, что некоторые вирусы, в том числе коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), который вызывает COVID-19, поражают мозг и нервную систему, заражая нервные клетки (нейроны). Некоторые вирусы не убивают клетки-хозяева, а вызывают дисфункцию мозга. Механизм, с помощью которого они это делают, понятен для немозговых клеток: вирусы используют специальные молекулы, называемые фузогенами, для слияния с клетками и проникновения в них. Фузогены захватывают механизм клетки, чтобы производить больше вирусов, которые распространяют вирус — и больше фузогенов — в соседние клетки. До сих пор было неясно, как фузогены влияют на клетки головного мозга.

Исследование

Исследователи из Университета Маккуори в Сиднее сотрудничали с Университетом Квинсленда и Университетом Хельсинки, Финляндия, чтобы изучить влияние фузогенов на мозг. Исследование опиралось на мозговые органоиды, искусственно выращенные «мини-мозги», которые имитируют настоящие. «Мы перепрограммируем стволовые клетки человека в клетки мозга, включая нейроны, и позволяем им собираться в мини-мозги в чашке», — сказал Язи Ке, соавтор исследования.

Некоторые органоиды были инфицированы вирусными фузогенами, включая SARS-CoV-2, и сравнивались с неинфицированными контрольными органоидами. Они обнаружили, что вирус вызывает слияние между нейронами, между нейронами и глией и между глией. Глия — это ненейронные клетки головного и спинного мозга, которые помогают поддерживать и защищать нейроны.

«Мы обнаружили, что COVID-19 заставляет нейроны подвергаться процессу слияния клеток, чего раньше не наблюдалось», — сказал Массимо Хиллиард, один из соавторов исследования. «После заражения нейронов SARS-CoV-2 белок шипа S появляется в нейронах, и после слияния нейронов они не умирают».

Спайковый белок, или S-белок, является одной из ключевых биологических характеристик SARS-CoV-2. Он расположен снаружи вируса, что позволяет ему проникать в клетки-хозяева и вызывать инфекцию.

Влияние на здоровье

Исследователи говорят, что это слияние без гибели клеток может объяснить хронические неврологические симптомы, которые возникают у некоторых людей после заражения COVID-19, такие как головная боль, «мозговой туман», потеря вкуса и обоняния и истощение. «В нынешнем понимании того, что происходит, когда вирус проникает в мозг, есть два исхода — либо гибель клеток, либо воспаление», — сказал Рамон Мартинес-Мармол, ведущий автор исследования. «Но мы показали третий возможный результат — слияние нейронов».

Исследование раскрывает новый механизм неврологических событий, которые следуют за вирусной инфекцией, что позволяет лучше понять долгосрочные последствия COVID-19 и, возможно, других неврологических состояний. «Это очень всестороннее исследование может помочь нам понять некоторые механизмы этого вирусного поведения», — сказал Ларс Иттнер, один из соавторов исследования. «Мы также начали исследовательскую программу в нашей лаборатории, чтобы понять влияние инфекций COVID на мозг и то, как это влияет на прогрессирование, исход и даже начало деменции».