Согласно новому исследованию, опубликованному в Nature Neuroscience, коронавирус 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. 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