Коронавирус обнаружен в обонятельных нейронах

Согласно новому исследованию, опубликованному в Nature Neuroscience, коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома-2 (SARS-CoV-2) присутствует в нейронах обонятельной слизистой оболочки у некоторых людей, умерших от COVID-19. Открытие предполагает, что вирус может проникать в центральную нервную систему (ЦНС) через обонятельный нерв и, возможно, другие черепные нервы.

Обнаружение SARS-CoV-2 в обонятельной слизистой оболочке на основе иммуногистохимии, in situ гибридизации и электронной микроскопии. Credit: Nature Neuroscience


Хотя COVID-19 считается преимущественно респираторным заболеванием, накапливается все больше данных о влиянии вируса SARS-CoV-2 на мозг. В предыдущих исследованиях SARS-CoV-2 уже удавалось обнаружить в ЦНС людей с COVID-19, но детали взаимосвязи между вирусом и нервной системой все еще неясны. Целью нового исследования было изучить один из возможных путей проникновения SARS-CoV-2 в мозг – через обонятельную систему – и провести подробный анализ регионального и клеточного распределения вируса в головном мозге.

«Поскольку потеря обоняния – один из наиболее заметных клинических признаков инфекции SARS-CoV-2, мы сосредоточились на предполагаемом обонятельном пути проникновения. Мы начали скрининг на SARS-CoV-2 в сенсорных нейронах обонятельной слизистой оболочки и проследили их нейроанатомический путь в мозг», — объясняют Фрэнк Хеппнер (Frank l. Heppner) и Хелена Радбрух (Helena Radbruch), руководители исследования из клиники невропатологии Университетского госпиталя Шарите в Берлине.

Исследователи проанализировали образцы ткани, взятые посмертно у 33 человек с COVID-19, включая образцы обонятельной слизистой оболочки, обонятельной луковицы, небного язычка, ганглия тройничного нерва и продолговатого мозга. Они использовали количественную ПЦР в реальном времени (rt-qPCR) и гибридизацию in situ для обнаружения РНК SARS-CoV-2, а также иммуногистохимию и электронную микроскопию для обнаружения белка.

Результаты rt-qPCR показали, что вирусная РНК была наиболее распространена в обонятельной слизистой оболочке, где ее обнаружили у 20 из 30 людей. Следующими по частоте встречаемости были небный язычок и продолговатый мозг, оба из которых оказались РНК-положительными по SARS-CoV-2 у шести участников. Электронно-микроскопический анализ ткани одного человека с высокой вирусной РНК-нагрузкой выявил интактные вирусные частицы в обонятельной слизистой оболочке.

Обонятельная слизистая оболочка включает обонятельный эпителий (нейроны), опорные клетки, которые секретирую слизь, а также базальные клетки, дающие начало новым обонятельным нйронам. Чтобы установить, проник ли вирус в нейроны, исследователи выполнили иммуногистохимию для нейрональных маркеров TuJ1, NF-200 и OMP на образцах обонятельной слизистой оболочки трех участников с COVID-19 (только у троих были взяты соответствующие образцы тканей) и два контроля без COVID-19. Они также исследовали те же образцы с помощью антитела к спайковому белку SARS-CoV, которое, как ожидается, распознает спайковый белок на SARS-CoV-2.

Пиковая иммунореактивность была обнаружена в TuJ1-положительных, NF-200-положительных и OMP-положительных клетках у пациентов с COVID-19, что указывает на присутствие вируса в обонятельных нейронах. Никакой спайковой иммунореактивности в этих типах клеток в контроле обнаружено не было.

«Эти наблюдения предоставляют недвусмысленные доказательства заражения SARS-CoV-2 нейронов в обонятельной слизистой оболочке, и это поддерживает идею о том, что SARS-CoV-2 может использовать обонятельную слизистую в качестве портала входа в мозг», — объясняет Радбрух.

Затем исследователи искали признаки воспалительной реакции, опосредованной SARS-CoV-2, в ЦНС, исследуя маркеры активированной микроглии и макрофагов в продолговатом мозге. По сравнению с образцами, полученными от людей без инфекции SARS-CoV-2, уровни провоспалительных маркеров (в частности, HLA-DR) оказались повышенными в образцах людей с вирусом, что свидетельствует о продолжающемся врожденном иммунном ответе.

Эти новые результаты дополняют наше понимание взаимодействий между SARS-CoV-2 и мозгом, но не совсем ясно, ответственна ли все-таки вирусная инвазия ЦНС, случившаяся с помощью обонятельной системы, за неврологические симптомы, наблюдаемые у пациентов с COVID-19.

«Мы планируем дополнительное исследование для дальнейшего изучения иммунологической реакции ЦНС на инфекцию SARS-CoV-2, – говорит Хеппнер. – Оно будет включать анализ долгосрочных эффектов COVID-19, связанных с ЦНС, и более подробную корреляцию клинических данных с патологическими данными. Также мы планируем использовать методы геномики и протеомики».


Текст: Диана Галимова

Olfactory transmucosal SARS-CoV-2 invasion as a port of central nervous system entry in individuals with COVID-19 by Jenny Meinhardt, Josefine Radke, Frank l. Heppner et al. in Nature Neuroscience. Published November 2020.

https://doi.org/10.1038/s41593-020-00758-5

Исследователи оценили спектр поражений нервной системы при COVID-19

На фоне многочисленных осложнений коронавирусной инфекции COVID-19, вызванной вирусом SARS-Cov-2, проявляющеойся вирусной пневмонией и дыхательной недостаточностью, единичные случаи нарушений со стороны нервной системы привлекают довольно небольшое…

Как эпидемия COVID-19 сказывается на психике россиян?

Клинические психологи из Сеченовского университета запустили исследование, с помощью которого собираются оценить динамику психологического благополучия людей в условиях эпидемии COVID-19 и мер, принимаемых властями для…

Поражения мозга при COVID-19

Коронавирус уже четвертый месяц гуляет по планете, и исследователи успели изучить как его строение, так и «повадки» достаточно неплохо. Мы стараемся следить за развитием событий…

Депрессия и тревога во время самоизоляции в условиях пандемии COVID-19

Британские исследователи из университетов Шеффилда и Ольстера сообщают, что после сообщения премьер-министра Великобритании о введении режима самоизоляции людей, заявляющих о появлении симптомов депрессии и повышенной…

COVID-19 и неврология

Коронавирусы известны своей способностью поражать нервную систему и вызывать различные неврологические расстройства, которые были описаны при MERS-CoV и SARS-CoV-1. С увеличением количества пациентов, заболевших (и…

При COVID-19 учащаются инсульты в бассейнах магистральных сосудов

Этой теме посвящен небольшой клинический обзор, который будет опубликован в журнале New England Journal of Medicine 29 апреля. Доктор Томас Оксли из Mount Sinai Health…

«Минибрейны» показали, что коронавирус может делать с нейронами

Исследователи из Йельского университета провели эксперименты с органоидами мозга («минибрейнами») и мозгом животных для выяснения того, каким образом в нейроны может проникать вирус SARS-CoV-2. Они…