Недавний Природа Нейронауки Исследование оценивает влияние тяжелого острого респираторного синдрома коронавируса 2 (SARS-CoV-2), возбудителя, ответственного за пандемию коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19), на проявления неврологических симптомов. Эта оценка была основана на транскриптомном и протеомном профилировании ткани ствола мозга больных пациентов.
Исследование: Протеомное и транскриптомное профилирование ствола мозга, мозжечка и обонятельных тканей на ранней и поздней фазе COVID-19. Изображение предоставлено: Раттия Тонгдумхью / Shutterstock.com
Фон
Неврологические симптомы, такие как затуманенность сознания и усталость, возникающие в результате COVID-19, могут возникать на разных стадиях заболевания и сохраняться даже после выздоровления от острой инфекции. Теоретически неврологические симптомы могут развиваться вследствие нейрокогнитивных нарушений или реакции центральной нервной системы (ЦНС) на воспаление.
Молекулярные и гистопатологические исследования показали, что инфекция SARS-CoV-2 приводит к активации иммунной системы и нарушению работы специфичных для ЦНС клеток. Аналогичным образом, во время тяжелой формы COVID-19 в аутопсийных исследованиях наблюдалась более высокая концентрация макрофагов и Т-клеток, а также активация микроглии.
Секвенирование одноклеточной рибонуклеиновой кислоты (РНК), проточная цитометрия и транскрипционное профилирование тканей легких человека и клеток крови пациентов с COVID-19 с тяжелой инфекцией также указали на наличие нарушенной регуляции естественных киллеров и миелоидных клеток, а также на большее количество дедифференцированные моноциты в образцах крови. Кроме того, в образцах крови и спинномозговой жидкости (СМЖ) наблюдалась более высокая концентрация антивирусного интерферона (ИФН) типа I.
Хотя эти исследования дают важную информацию о патофизиологии, ответственной за неврологические последствия COVID-19, необходимы дополнительные исследования.
Об исследовании
В текущем исследовании были изучены протеомные и одноклеточные профили продолговатого мозга, обонятельной луковицы, обонятельной слизистой оболочки и мозжечка в месте заражения во время острой и поздних стадий COVID-19. Пространственная транскриптомика также проводилась во время и после острой инфекции SARS-CoV-2 для оценки топографии типов клеток ответа IFN в стволе мозга.
В контрольной группе оценивались ткани пациентов, поступивших в отделение интенсивной терапии (ОИТ) с сопоставимой полиорганной недостаточностью и бактериальными суперинфекциями.
Результаты исследования
При острой инфекции SARS-CoV-2 отмечался высокий уровень местных реакций ЦНС в ответ на системную инфекцию, которые сохранялись в меньшей степени даже после выздоровления от инфекции. Протеомный профиль различных стадий COVID-19 указывает на усиление передачи сигналов, связанных с IFN типа I.
Интересно, что секвенирование одной ядерной РНК (snRNA-seq) выявило наличие системного воспаления в эндотелиальных клетках ствола мозга, реактивной микроглии и глутаматергических нейронах даже в отсутствие активной репликации SARS-CoV-2. Это наблюдение было дополнительно подтверждено отсутствием транскриптов вируса и интерферона в аналитических образцах.
Изменения в глутаматергических нейронах наблюдались в неоднозначном ядре и дорсальном ядре блуждающего нерва. Изменения в транскрипционном состоянии олигодендроцитов, астроцитов и микроглии также наблюдались во время острого COVID-19.
Важно отметить, что многие воспалительные изменения, произошедшие в ЦНС во время COVID-19, не были специфичны для SARS-CoV-2. Например, аналогичные изменения в ЦНС также наблюдались при когнитивных нарушениях, связанных с терапией рака.
В отличие от предыдущих исследований, результаты иммуногистохимии и секвенирования мяРНК показали, что вирусные частицы не сохранялись и не реплицировались после выздоровления от инфекции. Однако в некоторых образцах ствола мозга было обнаружено присутствие вирусной РНК.
На протеомный профиль ЦНС влияла продолжительность заболевания, а не вирусная нагрузка. Таким образом, значительные периферические воспалительные изменения, вероятно, происходят во время острой фазы COVID-19.
Результаты исследования подчеркивают, что системная инфекция SARS-CoV-2 привела к значительному усилению регуляции генов и белков, стимулируемых интерфероном. Также наблюдалось значительное подавление генов, связанных с синаптической организацией и миелинизацией.
Инфекция SARS-CoV-2 также привела к значительному снижению количества олигодендроцитов OPALIN+, что также наблюдалось у пациентов с рассеянным склерозом. Олигодендроглиальные изменения могут быть связаны с многофакторным транскрипционным перепрограммированием, которое связано с острыми системными воспалительными реакциями при тяжелой инфекции SARS-CoV-2.
Также наблюдались изменения синаптических процессов на уровне транскриптома и белка без каких-либо признаков нейрональной инфекции. Гистологические исследования зафиксировали сосудисто-нервное повреждение, которого не наблюдалось в образцах ствола мозга.
Выводы
Установлено, что проявления нейрокогнитивных симптомов на острой и поздней стадиях COVID-19 связаны с местной реакцией ЦНС на системную инфекцию, а не с инфицированием головного мозга SARS-CoV-2. Также сообщалось о влиянии нейроиммунологии, патомеханизмов и генетических интерферопатий на ЦНС вследствие инфекции SARS-CoV-2.
В будущем необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше понять связь между вирусным системным воспалением и его влиянием на организацию синапсов, миелинизацию и нейродегенерацию. Эти данные можно дополнительно оценить, сопоставив их с клинически наблюдаемыми неврологическими симптомами, вызванными SARS-CoV-2 и другими вирусами.
Ссылка на журнал:
- Радке Дж., Мейнхардт Дж., Ашман Т., и другие. (2024)Протеомное и транскриптомное профилирование ствола мозга, мозжечка и обонятельных тканей на ранней и поздней фазе COVID-19. Природа Нейронауки; 1-12. doi:10.1038/s41593-024-01573-y
2024-02-22 02:42:00
1708570744
#Неврологические #эффекты #COVID19 #связаны #иммунным #ответом #не #прямой #вирусной #атакой
