Ученые доказали, что коронавирус повреждает мозг. Какие последствия?
Маркеры воспаления
"Отмечаю определенные ухудшения когнитивных функций: тяжелее сосредоточиться, стал забывать больше дел, что пугает, иногда реально важных, периодически есть ощущение тумана в голове", — написал в фейсбуке врач-кардиохирург из Центра сердечно-сосудистой хирургии в ГВКГ имени Бурденко Алексей Федоров, переболевший COVID-19 месяц назад. Его обоняние вернулось только частично. В комментариях многие поделились аналогичными наблюдениями.
Сведения о различных неврологических и ментальных проблемах больных коронавирусной инфекцией накапливались с самого начала эпидемии. Очевидно, вирус проникал в мозг, но какими путями и что повреждал, было неясно.
В апреле Джузеппе де Сантис из больницы имени Джованни Панико в Триказе (Италия) опубликовал в одном из научных журналов рассуждения о маркерах воспаления мозга при COVID-19. Согласно ранее полученным данным, коронавирусы могут инфицировать центральную нервную систему, а это ведет к иммунному ответу, писал ученый.
Де Сантис предположил, что SARS-CoV-2 проникает через обонятельную луковицу — область мозга, отвечающую за восприятие запахов, — и достигает ствола мозга, убивая нейроны. Молекулы — предшественники воспаления (цитокины) могут вызвать бурную реакцию организма — цитокиновый шторм — и повредить мозг. Вот почему, по мнению Де Сантиса, врачи должны быть готовы к тому, что состояние больных COVID-19 с потерей обоняния ухудшится.
Вирус атакует нейроны
К тому времени большой коллектив ученых из Китая доказал экспериментально на культурах клеток, что новый коронавирус способен заражать нейроны. В последующих опытах ученые показали, что SARS-CoV-2 повреждает клетки обонятельной луковицы хомячков, и рецептор ACE2, впускающий инфекцию в организм, активно синтезируется в мозге в черном теле, отвечающем за двигательную функцию, задней поясной и средней височной извилине коры.
Как проверить это на живых нейронах людей? Исследователей взяли клетки взрослого человека, химическим путем омолодили их, а затем вырастили из них нейроны, точнее, целые органоиды, которые вполне могут служить адекватной моделью мозга. Их заражали SARS-CoV-2 и для сравнения SARS-CoV — возбудителем атипичной пневмонии, вызвавшем эпидемию в Юго-Восточной Азии в 2002-2003 годах. Оказалось, что новый коронавирус заражает органоиды и реплицируется в них, причем проникает напрямую в клетки коры головного мозга. Это объясняет потерю обоняния и вкуса, а также другие неврологические симптомы у больных с COVID-19.
Больше того, вирус заражает сами стволовые клетки мозга, а это значит, что, проникая в обонятельную луковицу больного, где есть популяция нейрональных стволовых клеток, он повреждает и их. После этого запахи возвращаются не сразу и лишь частично.
Коронавирус (зеленый) заражает органоиды мозга (синие), выращенные из стволовых клеток человека
CC BY 4.0 / Zhang, BZ., Chu, H., Han, S. et al./Cell Res (2020)
Ученые находят РНК вируса в мозге
Но это все косвенные данные, а как непосредственно убедиться в том, что коронавирус проник в мозг? Ученые из Германии провели большое посмертное исследование нервных тканей, взяв образцы из нескольких областей мозга и слизь из носоглотки у 33 умерших пациентов с COVID-19 возрастом от 30 до 98 лет. У некоторых во время болезни отмечали спутанность сознания, внутричерепное кровоизлияние, головные боли, изменения поведения, острую церебральную ишемию.
Из всех образцов больше всего вирусной РНК и спайк-белка, которым вирус цепляется за клеточную мембрану, обнаружили в носоглоточной слизи. "Это подтверждает, что SARS-CoV-2 способен использовать ее как входные ворота в мозг", — заявил пресс-службе медицинского университетского комплекса "Шарите" профессор Фрэнк Хеппнер, один из руководителей исследования.
Видимо, вирус распространяется из носоглотки по расположенным рядом обонятельным нервам, хотя и другие пути возможны, например кровь. Но ученые подчеркивают, что они анализировали ткани умерших тяжелобольных, которым требовалась искусственная вентиляция легких. Переносить эти результаты на легких и средних пациентов следует с осторожностью.
Нервная клетка (розовая), инфицированная коронавирусом SARS-CoV-2 (желтым). Флуоресцентная микрофотография
Фото : Jonas Franz/Universitätsmedizin Göttingen