В недавнем исследовании, опубликованном в МОЗГИсследователи оценили влияние инфекций тяжелого острого респираторного синдрома, вызванного коронавирусом 2 (SARS-CoV-2), на здоровье мозга плода.
Задний план
Предыдущие исследования показали, что материнские инфекции SARS-CoV-2 и иммунологические реакции повышают риск изменения развития мозга плода, гибели плода, ограничения роста и тяжелых патологий, таких как внутрижелудочковые кровоизлияния и пневмония. Сообщается, что SARS-CoV-2 может инфицировать развивающиеся нейроны человека в органоидах головного мозга. Однако также сообщалось о противоположных результатах большего присутствия SARS-CoV-2 в сосудистых сплетениях органоидов.
Об исследовании
В настоящем исследовании исследователи оценили влияние коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19) на ткани мозга плода.
Исследование проводилось в период с июля 2020 г. по середину апреля 2022 г. в Соединенном Королевстве (Великобритания), при этом ткани человеческого плода в возрасте от 9,0 до 21,0 pcw (недели после зачатия) были получены из HDBR (ресурс по биологии развития человека). Кроме того, образцы легких были получены от лиц, инфицированных SARS-CoV-2. Были проведены иммунофлуоресцентный и иммуногистохимический анализы, а иммуноокрашенные срезы были проанализированы с использованием конфокальной микроскопии.
Далее, ИШ (местный гибридизация) анализ проводили с использованием рибонуклеиновой кислоты (РНК) SARS-CoV-2. Кровоизлияния оценивали количественно по количеству и размерам скоплений эритроцитов в тканях. Команда изучила количество геморрагических образцов, связанных со случаями заражения SARS-CoV-2, на основе данных, полученных из https://coronavirus.data.gov.uk/ интернет сайт.
Для оценки хронического характера кровотечений наличие отложений трехвалентного железа, возникающих после лизиса эритроцитов, исследовали с помощью окрашивания берлинской лазурью. Затем команда изучила количество расщепленных клеток каспазы-3+, чтобы определить, связаны ли более старые или недавние кровоизлияния с повышенной гибелью клеток в тканях коры головного мозга. Кроме того, была исследована экспрессия шиповидного (S) белка SARS-CoV-2 в клетках плаценты, амниона и пуповины.
Результаты
В общей сложности 661 образец был получен за 21,0 месяц, большинство из которых были получены в результате планового прерывания беременности без каких-либо документированных аномалий. Было 62 экз. с хромосомной трисомией (44 экз., 12 экз., 1 экз., 1 экз. и 3 экз. с трисомией 21, трисомией 18, трисомией 16, трисомией 13 и триплоидом соответственно).
Корковое кровоизлияние наблюдалось в 26 образцах из 661 образца головного мозга плода. Только два подобных случая с кортикальными кровоизлияниями наблюдались среди 300 случайно выбранных образцов из 4917 образцов, полученных из ресурса биологии развития человека в период с сентября 1999 г. по декабрь 2019 г. Таким образом, количество фетальных образцов с кортикальными кровоизлияниями, наблюдаемых в настоящем исследовании, было необычным.
Среди 26 исследованных геморрагических образцов 25 образцов без аномалий были получены в результате планового прерывания беременности, а один образец имел трисомию 21. Присутствие SARS-CoV-2 было обнаружено в головном мозге плода в начальном и последующем триместрах беременности, что связано с кровоизлиянием в кору головного мозга. Экспрессия спайка (S) SARS-CoV-2 была скудной в корковых нейронах, положительных по ассоциированному с микротрубочками белку 2 (MAP2), и HuC/D-положительных нейронах, а также в нестин-положительных и Hopx (гомеодомен-только белок)-положительных радиальных глиях, и Sox2 (определяющая пол область Y-box 2) – положительные клетки-предшественники желудочковой и субвентрикулярной зон.
Напротив, SARS-CoV-2 S в изобилии присутствовал в сосудистом сплетении образцов коркового кровоизлияния. Кроме того, SARS-CoV-2 редко присутствовал в тканях плаценты, пуповины и амниотических тканей, что указывает на присутствие SARS-CoV-2 в тканях матери и плода. Кортикальные кровоизлияния были связаны со снижением целостности кровеносных сосудов и повышенной иммунологической клеточной инфильтрацией в головном мозге плода.
Средние значения площади поверхности в скоплениях эритроцитов составили 0,02 мм2.2 и 0,05 мм2 среди негеморрагических и геморрагических образцов, соответственно, с самым большим скоплением, имеющим площадь поверхности 1,3 мм2. В корковых областях геморрагических препаратов кровеносные сосуды, расположенные проксимальнее скоплений эритроцитов, показали значительно более низкую экспрессию клаудина-5 по сравнению с сосудами, расположенными вдали от скоплений эритроцитов.
Образцы геморрагии были получены в периоды, соответствующие наибольшему количеству случаев COVID-19. Стадия беременности в геморрагических образцах варьировала от 8,0 pcw до 22 pcw, при этом в большинстве образцов (58%) было получено от 12,0 pcw до 14,0 pcw. Геморрагические образцы, содержащие больше скоплений эритроцитов, при этом ни одна из клеток не была окрашена берлинской лазурью (что указывает на недавнее кровоизлияние), содержали наименьшее количество только окрашенных областей (что указывает на более раннее кровоизлияние), что указывает на то, что образцы могут обозначать разные моменты времени от появления геморрагии. .
Более свежие кровоизлияния обычно наблюдались у более молодых особей (от 12,0 до 14,0 pcw) по сравнению с более старыми образцами (от 19,0 до 21,0 pcw). Не было статистически значимого увеличения количества клеток каспазы-3+ или толщины кортикальной стенки среди образцов с недавними кровоизлияниями или более старыми кровоизлияниями по сравнению с негеморрагическими образцами.
Повышенная экспрессия ангиотензинпревращающего фермента 2 (АПФ2) наблюдалась в эпителии сосудистого сплетения, а также значительная экспрессия S-белка SARS-CoV-2 и белка нуклеокапсида (N) во всех пяти геморрагических образцах, включающих сосудистое сплетение (в 2,5 раза больше, чем фон). иммуноокрашивание) по сравнению с образцами без кровоизлияний в аквапорин-1-положительных клетках. Низкая экспрессия S SARS-CoV-2 наблюдалась в одном негеморрагическом образце сосудистого сплетения.
В целом результаты исследования показали, что инфекции SARS-CoV-2 могут поражать мозг плода в начальный период беременности. По сравнению с негеморрагическими образцами образцы с корковыми кровоизлияниями содержали скопления эритроцитов со значительно большей площадью поверхности и значительно больше скоплений эритроцитов на каждый квадратный миллиметр ткани плода, со значительно большей долей площади поверхности в тканях коры, содержащих скопления эритроцитов. Необходимо провести дальнейшие исследования для оценки последствий COVID-19 для развития нервной системы.
