Исследование показывает, как SARS-COV-2 заражает клетки головного мозга, называемые астроцитами, вызывая структурные изменения в мозге. Инфекция SARS-CoV-2 может вызывать изменения в головном мозге и нейрокогнитивную дисфункцию, особенно при длительном синдроме COVID-19, но основные механизмы неясны.
Даниэль Мартинс-де-Суза и его коллеги использовали МРТ для сравнения структуры мозга у 81 участника исследования, выздоравливающего от легкой инфекции COVID-19, и у 81 здорового человека. Авторы обнаружили, что в первой группе толщина коры головного мозга была уменьшена, что коррелировало с когнитивными нарушениями и такими симптомами, как тревога и депрессия.
Авторы проанализировали образцы мозга 26 человек, умерших от COVID-19, и обнаружили, что в образцах пяти из этих людей были обнаружены повреждения тканей.
Дальнейший анализ образцов поврежденного мозга показал, что астроциты, представляющие собой клетки головного мозга, поддерживающие метаболизм нейронов, с наибольшей вероятностью могут быть инфицированы SARS-CoV-2, и что вирус проникает в эти клетки через рецептор NRP1.
После заражения астроциты демонстрировали измененные уровни метаболитов, используемых для питания нейронов и производства нейротрансмиттеров, а инфицированные клетки секретировали нейротоксические молекулы. По словам авторов, полученные данные раскрывают структурные изменения, наблюдаемые в мозгу людей с COVID-19.
Значимость исследования указывает на неврологические симптомы, которые являются одними из наиболее распространенных внелегочных осложнений COVID-19 и затрагивают более 30 процентов пациентов. В этом исследовании мы приводим доказательства того, что коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2) обнаруживается в головном мозге человека, где он поражает астроциты и, в меньшей степени, нейроны.
Мы также показываем, что астроциты восприимчивы к инфекции SARS-CoV-2 посредством неканонического механизма, который включает взаимодействие спайк-NRP1, и реагируют на инфекцию путем ремоделирования энергетического метаболизма, что, в свою очередь, изменяет уровни метаболитов, используемых для питания нейронов и поддержки нейротрансмиттеров. синтез. Затем измененный секреторный фенотип инфицированных астроцитов снижает жизнеспособность нейронов. Эти особенности могут объяснить повреждения и структурные изменения, наблюдаемые в мозге пациентов с COVID-19.
Хотя появляется все больше данных, подтверждающих нейропсихиатрические проявления, связанные в основном с тяжелой инфекцией COVID-19, длительная нейропсихиатрическая дисфункция (недавно охарактеризованная как часть синдрома «длительного COVID-19») часто наблюдается после легкой формы инфекции.
Исследование показывает спектр церебрального воздействия инфекции тяжелого острого респираторного синдрома, вызванного коронавирусом 2 (SARS-CoV-2), начиная от долгосрочных изменений у лиц с легкой формой инфекции (орбитофронтальная корковая атрофия, нейрокогнитивные нарушения, чрезмерная усталость и симптомы тревоги) до тяжелых острое повреждение, подтвержденное в образцах ткани головного мозга, извлеченных из орбитофронтальной области (через эндоназальный трансэтмоидальный доступ) у лиц, умерших от COVID-19.
В независимой когорте из 26 человек, умерших от COVID-19, мы использовали гистопатологические признаки повреждения головного мозга в качестве ориентира для возможной инфекции головного мозга SARS-CoV-2 и обнаружили, что среди 5 человек, у которых были обнаружены эти признаки, все они имели генетические материала вируса в головном мозге.
В образцах ткани головного мозга этих пяти пациентов также были обнаружены очаги инфекции и репликации SARS-CoV-2, особенно в астроцитах. Подтверждая гипотезу об инфекции астроцитов, астроциты человека, полученные из нейральных стволовых клеток, in vitro восприимчивы к инфекции SARS-CoV-2 посредством неканонического механизма, который включает взаимодействие спайк-NRP1.
В астроцитах, инфицированных SARS-CoV-2, произошли изменения в энергетическом обмене, ключевых белках и метаболитах, используемых для питания нейронов, а также в биогенезе нейротрансмиттеров. Более того, инфекция астроцитов человека вызывает секреторный фенотип, который снижает жизнеспособность нейронов.
Результаты исследования показывают, что когнитивные нарушения и нейропсихиатрические симптомы у выздоравливающих пациентов с COVID-19 коррелируют с измененной толщиной коры головного мозга. Анализ поверхностной морфометрии коры головного мозга (с использованием МРТ высокого разрешения 3T) у 81 субъекта с диагнозом легкой инфекции COVID-19 (62 пациента с аносмией или дисгевзией, о которых сообщали сами), которым не требовалась кислородная поддержка (подробности методологии и демографические данные пациентов представлены в Приложение СИ).
Анализ проводился в пределах среднего (SD) интервала 57 (26) дней после выявления SARS-CoV-2 с помощью qRT-PCR, и субъектов сравнивали с 81 здоровым добровольцем (без сопутствующих нервно-психических заболеваний), просканированных во время пандемии COVID-19. (сбалансировано по возрасту [P = 0.97] и секс [P = 0.3]). Группа COVID-19 демонстрировала более высокий уровень симптомов тревоги и депрессии, утомляемость и чрезмерную дневную сонливость (приложение SI, таблица S1 показывает эпидемиологические и клинические данные).
При анализе толщины коры (с поправкой на множественные сравнения по методу Холма-Бонферрони) выявлены участки уменьшенной толщины коры исключительно в левом полушарии, в том числе прямая извилина левого полушария (P = 0,01), верхняя височная извилина (P = 0,036), нижняя височная борозда (P = 0,02) и задняя поперечная коллатеральная борозда (P = 0,003) (рис. 1А). Увеличения толщины коры не наблюдалось.
(Только заголовок и изображение этого отчета могли быть переработаны сотрудниками Business Standard; остальная часть контента автоматически генерируется из синдицированного канала.)
