Как COVID может посеять хаос в мозге
SARS-CoV-2, по-видимому, широко распространяется в коре головного мозга.
"Туман в голове" не является медицинским термином, но точно описывает неспособность ясно мыслить, которая может проявляться при рассеянном склерозе, раке или синдроме хронической усталости. Недавно это состояние привлекло к себе внимание благодаря сообщениям о том, что оно поражает людей, выздоравливающих от COVID-19.
Связанные с мозгом симптомы COVID выходят за рамки простой затуманенности сознания. Они включают в себя головные боли, тревогу, депрессию, галлюцинации и яркие сны, не говоря уже о хорошо известных аномалиях обоняния и вкуса. Инсульты и судорожный синдром также входят в этот список. Одно из исследований показало, что более 80 % пациентов с COVID столкнулись с неврологическими осложнениями. Тайна того, как вирус проникает в защищенную зону мозга и затем обосновывается в ней, интенсивно исследуется. На 50-й ежегодной конференции Общества нейронаук (SFN), в ряде еще не опубликованных научных докладов описываются аспекты пути SARS-COV-2 в мозг - от проникновения в клетки, рассеивания по областям мозга и до нарушения нейронного функционирования.
Попытки найти место проникновения вируса в нервные клетки озадачивают исследователей, поскольку на поверхности этих клеток отсутствуют рецепторы - те, которые имеются, например, в клетках легких, - необходимые для принудительного вторжения во внутреннее пространство клетки. В исследовании, опубликованном в журнале Science в прошлом году, был назван один из возможных путей проникновения. Рецептор NRP1, присутствующий на нервных клетках мозга и обонятельного тракта, соединяется с ферментом фурином на поверхности этих клеток, что обеспечивает проникновение вируса. Тем не менее, вопрос остается открытым: является ли это преимущественным путем проникновения в клетку? На пресс-брифинге SFN 2021 исследователи сообщили о проведении компьютерного анализа данных генов и белков, который показал присутствие NRP1 и фурина в клетках некоторых областей мозга - в частности, гиппокампа, основного центра памяти и обучения.
Другой портал может находиться в периферической нервной системе, которая передает сенсорные и двигательные импульсы от мышц, органов и кожи к головному и спинному мозгу. Джонатан Джойс, докторант лаборатории Вирджинского политехнического института, рассказал, как его исследовательская группа заразила мышей вирусом SARS-COV-2, а затем обнаружила вирусную РНК, а также вирусные белки и сам вирус в скоплениях периферических нервов, которые ранее не рассматривались как возможные точки входа. От этих нервных узлов тянутся связи к различным областям мозга. "Эти пути могут быть использованы SARS-COV-2 для вторжения в мозг", - говорит Джойс, добавляя, что они также могут помочь объяснить болезненность и чувство покалывания в нервных окончаниях, которые испытывают некоторые пациенты с COVID.
Единого мнения о том, что именно происходит во время вирусного вторжения в мозг, пока нет. Уолтер Дж. Корошец, директор Национального института неврологических расстройств и инсульта, сказал на пресс-конференции SFN 2021, что окончательные доказательства инфицирования нейронов вирусом SARS-COV-2 являются "спорными". Другие исследователи предполагают, что неврологические симптомы COVID могут быть вызваны воспалением, негерметичностью гематоэнцефалического барьера или тем, что клетки слизистой оболочки носа инфицируются и отмирают, что приводит к гибели близлежащих нейронов.
Еще один вопрос, который привлекает внимание некоторых лабораторий, - куда направляется вирус после того, как он попадает в мозг. Джон Х. Моррисон, профессор неврологии медицинского факультета Калифорнийского университета рассказал о работе своей группы по изучению распространения вируса. В их исследовании макаки-резусы, включая подгруппу с диабетом, были инфицированы вирусом SARS-CoV-2. Исследователи обнаружили следы вируса (белки и генетический материал), которые распространились по нескольким областям коры головного мозга, особенно у животных с диабетом. Группа также обнаружила, что воспаление в обонятельной коре происходило одновременно с гибелью нейронов.
"Прямое проникновение [вируса] в обонятельную систему, продуктивное инфицирование нейронов и перенос во множество областей мозга, вероятно, являются причиной неврологических осложнений у COVID-19",
- говорит Моррисон. Одной из областей, где вирус присутствовал у обезьян-диабетиков, была энторинальная кора, которую Моррисон называет "наиболее уязвимой областью мозга при болезни Альцгеймера. Поэтому, как только вирус попадает туда, он может привести как к легким когнитивным нарушениям, так и к деменции".
Еще одно направление исследований - влияние COVID на работу мозга. Электроэнцефалографические измерения, проведенные несколькими канадскими институтами показали, что даже легкие случаи заболевания COVID могут привести к изменению активности мозга. Исследователи изучили 42 человека положительных на COVID и сравнили их с 14 другими пациентами, у которых были симптомы, похожие на грипп, но результаты тестов на COVID были отрицательными. Комплексный показатель интенсивности мозговых волн был ниже в группе COVID, чем у контрольных участников, при обследовании через четыре месяца. У тех, у кого тест на COVID дал положительный результат, некоторые отклонения в показателях к восьми месяцам исчезли. Однако у этой группы в целом показатели некоторых параметров все еще были ниже; возможно, сочетание COVID и социального дистанцирования имело затяжные последствия.
"Прямое влияние COVID на интенсивность ЭЭГ аналогично эффектам, которые мы наблюдаем, когда у людей диагностируется легкое когнитивное расстройство, которое может перерасти в болезнь Альцгеймера и связанную с ней деменцию", - говорит Моррисон. "Это вовсе не означает, что все, у кого есть COVID, в конечном итоге заболеют болезнью Альцгеймера. Но это, безусловно, заслуживает дополнительного изучения, чтобы определить, увеличивает ли прямое воздействие COVID на мозг риск развития деменции". Различные исследования прослеживают, как вирус проникает в мозг, но также оставляют ряд нерешенных вопросов: как долго сохраняется инфекция, как долго длятся неврологические и психические симптомы COVID и может ли нанесенный вирусом вред привести к повышенному риску развития деменции и других осложнений.
Пандемия открывает перспективы растущего сотрудничества между вирусологами и нейробиологами. Это напоминание о том, что мозг, несмотря на наличие гематоэнцефалического барьера, отнюдь не является непроницаемым. Вирус Коксаки, полиомиелита, ветряной оспы, Эпштейна-Барра и аденовирусы, среди прочих, могут проникать в клетки мозга; аденовирусы даже используются для доставки генных терапий в этот орган. Понимание различных способов, которыми вирусы могут проникать в организм и сеять хаос, может вызвать растущий интерес. "Это большой вопрос", - говорит Моррисон. Интеграция двух дисциплин только начинается. Нейровирусология может занять место рядом с сессиями по долговременной памяти, синапсам и глии на будущих конференциях.
