Коронавирус SARS-CoV-2 проникает в центральную нервную систему через обонятельный эпителий

Исследователи из Германии изучили образцы эпителия и мозга 32 пациентов, умерших от COVID-19, и обнаружили вирусную РНК в продолговатом мозге. По их предположению, входными воротами для вируса являются нервные окончания в обонятельном эпителии.

Credit:

Alexander Kovalenko | 123rf

COVID-19 — респираторное заболевание, сопровождающееся лихорадкой, кашлем и пневмонией. Однако у пациентов были описаны тромбоэмболические явления в различных органах и тканях, включая центральную нервную систему (ЦНС). Есть данные о более высокой опасности инсультов при COVID-19. Вирусную РНК обнаруживали в головном мозге и спинномозговой жидкости. Кроме того, более чем у трети пациентов с COVID-19 наблюдались неврологические симптомы: потеря обоняния и вкуса, головная боль, слабость, тошнота. В отдельных случаях описаны нарушения сознания. Представляется вероятным, что SARS-CoV-2-способен проникать в ЦНС. Подобными свойствами обладают другие коронавирусы человека — SARS-CoV и MERS-CoV. Есть данные, что в случае SARS-CoV за проникновение в ЦНС отвечает клеточный рецептор ACE2. Однако еще не все известно о том, какие клетки организма экспрессируют эти рецепторы в норме или при воспалительном процессе.

Исследователи из Германии детально картировали ротовую и глоточную области и мозг 32 пациентов, умерших от COVID-19. Результаты опубликованы в виде препринта на bioRxiv.

У 29 пациентов инфекция была подтверждена прижизненным ПЦР-тестом, для остальных имелись весомые клинические доказательства. У четырех пациентов наблюдались признаки ишемического инсульта вследствие церебральной тромбоэмболии; микротромбоэмболия имело место и в обонятельном эпителии. Вирусную нагрузку методом ПЦР исследовали в обонятельном эпителии, обонятельных луковицах, слизистой рта, тройничном ганглии и продолговатом мозге, и во всех типах образцов были обнаружены копии геномов SARS-CoV-2. Максимальное их количество выявили в обонятельном эпителии (в 13 из 22 исследованных образцов). В роговице, конъюнктиве и слизистой рта вирусные геномы также присутствовали. В тканях ЦНС вирус чаще обнаруживался в тех случаях, когда болезнь протекала быстрее. В двух случаях позитивными оказались образцы мозжечка.

Для проверки, идет ли репликация вируса в этих тканях, выявляли субгеномную РНК SARS-CoV-2. (Эта РНК присутствует только внутри клетки, но не упаковывается в вирионы.) Положительными оказались некоторые образцы обонятельного эпителия и слизистой рта.

Инфекцию клеток обонятельного эпителия подтвердили иммуногистохимическими методами с использованием антитела к S-белку SARS-CoV-2. Кроме того, электронная микроскопия ультратонких срезов этой ткани выявила присутствие коронавирусоподобных частиц.

Таким образом, впервые были получены прямые доказательства проникновения SARS-CoV-2 в нервную систему. Авторы предполагают, что коронавирус через обонятельный эпителий и обонятельные луковицы мозга может проникнуть в продолговатый мозг, в том числе в центры регуляции дыхания и сердечно-сосудистой системы. Хотя не описаны случаи обширного распространения вируса в ЦНС, нельзя исключить, что инфекция этих структур мозга усугубляет респираторные или сердечные проблемы

Согласно гипотезе, высказанной авторами исследования, нейроинвазия коронавируса происходит за счет аксонального транспорта, но, возможно, в ней играют роль и другие механизмы: транссинаптический перенос, инфекция эндотелия сосудов, миграфия лейкоцитов через гематоэнцефалический барьер. Они отмечают, что необходимы дальнейшие исследования клеточных и молекулярных механизмов проникновения вируса в ЦНС. Необходимо детально охарактеризовать экспрессию клеточных белков, вовлеченных в коронавирусную инфекцию, — ACE2, TMPRSS2 и CD147 — в различных тканях человека.

Источник

Jenny Meinhardt, et al. // Olfactory transmucosal SARS-CoV-2 invasion as port of Central Nervous System entry in COVID-19 patients. // bioRxiv, 2020; DOI: 10.1101/2020.06.04.135012

Добавить в избранное

Вам будет интересно