To cicha inwazja, a mózg słabo się przed nią broni. Naukowcy o zakażeniu mózgu koronawirusem

Co drugi chory na COVID-19 skarży się na zaburzenia neurologiczne takie jak bóle i zawroty głowy. U pacjentów obserwuje się także splątanie i majaczenia oraz inne symptomy, które mogą oznaczać, że wirus zaatakował ośrodkowy układ nerwowy.

Naukowcy z Yale pod kierunkiem dr Akiko Iwasaki po raz pierwszy dostarczyli wyraźnych dowodów na zakażanie mózgu przez koronawirusa. Wyniki badań opublikowano w serwisie bioRxiv, teraz czekają na naukową recenzję. Tak więc wnioski, do których doszli badacze, mogą się zmienić, niemniej jednak już wywołały dyskusję wśród ekspertów.

SARS-CoV-2 jest w stanie infekować mózg

Celem badania było ustalenie, w jaki sposób SARS-CoV-2 zagraża mózgowi i jakie mogą być konsekwencje zakażenia ośrodkowego układu nerwowego. Badacze zastosowali trzy niezależne podejścia, aby sprawdzić zdolność SARS-CoV-2 do infekowania mózgu. Do pierwszego eksperymentu użyli organoidów ludzkiego mózgu (minimózgi, które powstały z komórek macierzystych), w kolejnym obserwowali reakcję mózgu myszy na koronawirusa. Na koniec poddali badaniom patomorfologicznym mózgi osób, które zmarły na COVID-19.

Wyniki naszych badań dostarczają dowodów na neuroinwazyjną zdolność wykazywaną przez SARS-CoV-2. Zauważyliśmy też niezwykłe konsekwencje bezpośredniego zakażania neuronów przez koronawirusa

- piszą autorzy badań.

Obserwacja organoidów ludzkiego mózgu dostarczyła naukowcom wyraźnych dowodów zakażenia wraz z towarzyszącymi temu procesowi zmianami metabolicznymi w zainfekowanych i sąsiadujących neuronach. Ponadto zaatakowany przez SARS-CoV-2 minimózg w ogóle się nie bronił. Nie zaobserwowano obecności interferonu I, czyli białka, które wytwarzane jest przez komórki podczas ataku patogenów. Interferon należy do grupy cytokin, cząstek, które przekazują informację między komórkami. Interferon pobudza zakażone komórki do syntezy odpowiednich białek, które zapobiegają replikacji wirusa.

- Infekcji neuronalnej można zapobiec, blokując receptor ACE2 (receptor wykorzystywany przez koronawirusa do wnikania do środka komórek) przy pomocy przeciwciał albo podając płyn mózgowo-rdzeniowy od pacjenta z COVID-19 - przekonują badacze.

Doświadczenia na myszach natomiast dowiodły, że to neuroinwazja SARS-CoV-2, ale nie infekcja dróg oddechowych była związana z wyższą śmiertelnością zwierząt.

Infekcja wirusowa w mózgu może być bardziej śmiertelna, niż infekcja w drogach oddechowych

- uważa immunolog Akiko Iwasaki z Yale, współautorka badań.

Autopsja mózgów osób zmarłych na COVID-19 wykazała obecność wirusa w neuronach korowych, a także patologiczne zmiany związane z infekcją z minimalnymi naciekami komórek odpornościowych.

Jak koronawirus atakuje mózg

Naukowcy dowiedli, że wirus może zakazić mózg, choć do infekcji dochodzi prawdopodobnie rzadko. Szczególnie zdarza się to u osób podatnych na choroby ośrodkowego układu nerwowego (np. z powodów genetycznych). SARS-CoV-2 w mózgu zachowuje się wyjątkowo perfidnie, po wniknięciu do komórek mózgowych zaczyna się powielać, a także pobierać tlen z sąsiednich komórek, co prowadzi do ich śmierci.

- To rodzaj cichej infekcji - pisze dr Iwasaki. Nadal jednak nie wiadomo dokładnie, jak koronawirus przedostaje się do mózgu ani gdzie zaczyna się atak. Badaczka dowodzi, że receptory ACE2 potrzebne koronawirusowi do przyłączania się do komórek są obecne w mózgu na powierzchni neuronów i to dlatego mózg może być zaatakowany, podobnie jak płuca. Koronawirus może przedostać się do mózgu przez tzw. opuszkę węchową (część węchomózgowia) połączoną włóknami nerwowymi z receptorami komórek nabłonka węchowego nosa. Inne możliwe miejsca wniknięcia koronawirusa do mózgu to oczy albo krew.

Kolejny etap pracy naukowców obejmować będzie analizę próbek mózgów osób zmarłych na COVID-19, aby oszacować, jak często zdarza się zakażenie OUN.

Zobacz wideo Uczelnie przygotowują się na nowy rok akademicki. Koronawirus stworzył nowe obszary do badań naukowych

Choroby neurologiczne, które powiązane są z COVID-19

- Objawy neurologiczne i psychiatryczne mogą też wynikać z wszechobecnego w organizmie stanu zapalnego - wyjaśnia dr Robert Stevens z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa (Baltimore, USA).

Lekarze z National Hospital for Neurology and Neurosurgery (Londyn) opisali w czasopiśmie "Brain", jakiego rodzaju zaburzenia neurologicznie może spowodować COVID-19. Nie wszystkie oznaczają bezpośrednie zakażenie komórek nerwowych. Niektóre objawy, takie jak splątanie i majaczenia, mogą być także skutkiem procedur medycznych i leków uspokajających, które stosuje się u pacjentów podłączonych do respiratora.

- Ponadto zapalenie płuc i niedotlenienie organizmu skutkuje tym, że krew staje się nadmiernie "lepka", zatyka naczynia krwionośne, co może doprowadzić do udaru mózgu - wyjaśniają autorzy artykułu.

Odnotowane u pacjentów z COVID-19 choroby neurologiczne to encefalopatie z majaczeniem lub psychozą, zapalne zespoły OUN, w tym zapalenie mózgu zakaźne lub pozakaźne, ostre rozsiane zapalenie mózgu i rdzenia z krwotokiem, martwica i zapalenie rdzenia kręgowego oraz izolowane zapalenie rdzenia kręgowego.

Źródła: New York Times, bioRXiv.org, Brain