Сообщения о случаях относительно молодых пациентов с вирусом COVID-19, у которых развилась болезнь Паркинсона в течение нескольких недель после заражения вирусом, заставили ученых задуматься о том, может ли существовать связь между этими двумя заболеваниями.
Статья в журнале ACS Chemical Neuroscience демонстрирует, что, по крайней мере in vitro, N-белок вируса SARS-CoV-2 взаимодействует с нейронным белком α-синуклеином и ускоряет формирование амилоидных фибрилл, патологических белковых пучков, которые ассоциируются с болезнью Паркинсона.
Помимо респираторных симптомов, SARS-CoV-2 может вызывать неврологические проблемы, такие как потеря обоняния, головные боли и "туман в голове". Однако вопрос о том, вызваны ли эти симптомы проникновением вируса в мозг, или же они вызваны химическими сигналами, выделяемыми в мозге иммунной системой в ответ на вирус, до сих пор остается спорным.
При болезни Паркинсона белок под названием α-синуклеин образует аномальные амилоидные фибриллы, что приводит к гибели дофамин-продуцирующих нейронов в мозге. Интересно, что потеря обоняния является распространенным симптомом при болезни Паркинсона. Этот факт, а также сообщения о случаях болезни Паркинсона у пациентов с COVID-19 заставили Кристиана Блюма и коллег задуматься о том, могут ли белковые компоненты SARS-CoV-2 вызывать агрегацию α-синуклеина в амилоид. Они решили изучить два наиболее распространенных белка вируса: белок шипа (S-), который помогает SARS-CoV-2 проникать в клетки, и белок нуклеокапсида (N-), который заключает геном РНК внутри вируса.
В экспериментах исследователи использовали флуоресцентный зонд, связывающий амилоидные фибриллы, чтобы показать, что в отсутствие белков коронавируса α-синуклеину требуется более 240 часов для агрегации в фибриллы. Добавление S-белка не оказало никакого эффекта, но N-белок сократил время агрегации до менее чем 24 часов. В других экспериментах ученые показали, что белки N- и α-синуклеина взаимодействуют напрямую, отчасти благодаря их противоположным электростатическим зарядам, причем с каждым N-белком связано не менее 3-4 копий α-синуклеина. Затем исследователи ввели N-белок и флуоресцентно меченый α-синуклеин в клеточную модель болезни Паркинсона, используя такую же концентрацию N-белка, как и в клетке, зараженной вирусом SARS-CoV-2. По сравнению с контрольными клетками, в которые вводился только α-синуклеин, при введении обоих белков погибло в два раза больше клеток. Кроме того, распределение α-синуклеина было изменено в клетках, которым вводили оба белка, и наблюдались вытянутые структуры, хотя исследователи не смогли подтвердить, что это амилоид.
Неизвестно, происходят ли такие взаимодействия в нейронах человеческого мозга, но если да, то они могут помочь объяснить возможную связь между инфекцией COVID-19 и болезнью Паркинсона, говорят исследователи.
