Коронавирус вызывает «мозговой туман», потому что заставляет клетки мозга слипаться друг с другом
Хорошо известно, что некоторые вирусы, в том числе коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), который вызывает COVID-19, поражают мозг и нервную систему, заражая нервные клетки (нейроны).
Некоторые вирусы не убивают клетки-хозяев, а вызывают дисфункцию мозга. Механизм, с помощью которого они это делают, понятен для немозговых клеток: вирусы используют специальные молекулы, называемые фузогенами, для слияния с клетками и проникновения в них. Фузогены захватывают механизм клетки, чтобы производить больше вирусов, которые распространяют вирус — и больше фузогенов — в соседние клетки. Кстати, до сих пор было неясно, как фузогены влияют на клетки мозга.
Исследователи из Университета Маккуори в Сиднее сотрудничали с Университетом Квинсленда и Университетом Хельсинки, Финляндия, чтобы изучить влияние фузогенов на мозг. Исследование опиралось на мозговые органоиды, искусственно выращенные «мини-мозги», которые имитируют настоящие.
«Мы перепрограммируем стволовые клетки человека в клетки мозга, включая нейроны, и позволяем им собираться в мини-мозги в чашке», — рассказал Язи Ке, соавтор исследования.
Некоторые органоиды были инфицированы вирусными фузогенами, включая SARS-CoV-2, и сравнивались с неинфицированными контрольными органоидами. Ученые обнаружили, что вирус вызывает слияние между нейронами, глией и двумя тканями сразу. Глия — это все прочие клетки головного и спинного мозга, которые помогают поддерживать и защищать нейроны.
«Мы обнаружили, что COVID-19 заставляет нейроны подвергаться процессу слияния клеток, чего раньше не наблюдалось», — отметил Массимо Хиллиард, один из соавторов исследования. — После заражения нейронов SARS-CoV-2 шиповидный белок S появляется в нейронах, и после слияния те не умирают».
Спайковый белок, или S-белок, является одной из ключевых биологических характеристик SARS-CoV-2. Он расположен снаружи вируса, что позволяет ему проникать в клетки-хозяева и вызывать инфекцию. Исследователи говорят, что это слияние без гибели клеток может объяснить хронические неврологические симптомы, которые возникают у некоторых людей после заражения COVID-19, такие как головная боль, «мозговой туман», потеря вкуса и обоняния и истощение.
«В нынешнем понимании того, что происходит, когда вирус проникает в мозг, есть два исхода — либо гибель клеток, либо воспаление. Но мы показали третий возможный результат — слияние нейронов» — заявил Рамон Мартинес-Мармол, ведущий автор исследования.
Новая работа раскрывает новый механизм неврологических событий, которые следуют за вирусной инфекцией, что позволяет лучше понять долгосрочные последствия COVID-19 и, возможно, других неврологических состояний.