В настоящее время широко известно, что COVID-19 связан с преходящей или длительной потерей обоняния, но механизмы остаются неясными.
Нерешенным остается вопрос, может ли обонятельный нерв обеспечить SARS-CoV-2 путь проникновения в мозг. Ученые из Исследовательского отдела нейрогенетики имени Макса Планка во Франкфурте сообщают в статье, опубликованной в журнале Cell, что SARS-CoV-2, похоже, не инфицирует сенсорные нейроны обонятельного эпителия у пациентов с COVID-19. Более того, исследователи не смогли найти доказательств инфицирования нейронов обонятельной луковицы. В действительности, основным типом клеток-мишеней для вируса в обонятельном эпителии являются сустентакулярные клетки, также известные как поддерживающие клетки. Поскольку SARS-CoV2 щадит обонятельные сенсорные нейроны и нейроны обонятельной луковицы, он не является нейротропным вирусом.
Чтобы инфицировать клетку, SARS-CoV-2 должен связаться с рецептором на клеточной мембране, а классическим рецептором входа является ACE2. Предыдущие исследования показали, что ACE2 экспрессируется сустентакулярными клетками в обонятельном эпителии человека, но не обонятельными сенсорными нейронами - нервными клетками, которые стимулируются запахами во вдыхаемом воздухе и передают электрические сигналы в обонятельную луковицу. В литературе нет данных о функциях сустентакулярных клеток в обонятельном эпителии человека. Исследования на лабораторных животных показывают, что эти клетки обеспечивают обонятельные сенсорные нейроны различными вспомогательными функциями, включая структурную и метаболическую поддержку. Оба типа клеток постоянно восстанавливаются из стволовых клеток в обонятельном эпителии на протяжении всей жизни человека.
Поскольку слизистая обоняния скрыта глубоко в носовой полости, забор образцов тканей у пациентов, страдающих COVID-19, не представляется возможным. Поэтому медики разработали новый протокол забора образцов тканей у умерших пациентов с COVID-19. В качестве контроля образцы тканей были взяты у пациентов, умерших от других причин и не инфицированных SARS-CoV-2 на момент смерти. Специалисты эндоскопически отбирал образцы слизистых оболочек дыхательных путей и обеих обонятельных луковиц. Это надо было сделать в течение 60-90 минут после смерти пациента. "Благодаря такому короткому посмертному интервалу образцы тканей были в идеальном состоянии для молекулярно-биологических исследований", - говорит Лаура Ван Гервен, один из главных исследователей проекта под названием ANOSMIC-19.
Для окрашивания участков образцов тканей и их анализа под конфокальным микроскопом использовали специально разработанные зонды. Сверхчувствительный аналитический метод, также известный как RNAscope, позволяет визуализировать различные типы молекул РНК SARS-CoV-2 внутри отдельных клеток. Ученые смогли отнести инфицированные клетки к определенным типам клеток, одновременно визуализируя в разных цветах молекулы РНК, характерные для различных типов клеток, в сочетании с классическими методами окрашивания клеток с помощью антител.
"Наши результаты показывают, что SARS-CoV-2 инфицирует сустентакулярные клетки в обонятельном эпителии пациентов COVID-19 и активно реплицируется в этих клетках",
- рассказала Ван Гервен.
Использованный новый подход транскриптомного анализа участков обонятельной слизистой оболочки пациентов COVID-19 показал, что инфекция сустентакулярных клеток не изменяет экспрессию генов обонятельных рецепторов в близлежащих обонятельных сенсорных нейронах. Вирусную РНК не удалось обнаружить и в нейронах обонятельной луковицы. Интересно, что в трети случаев исследователи обнаружили вирусную РНК в оболочке, окружающей обонятельную луковицу, так называемом лептоменинге. В этих местах вирусная РНК могла присутствовать не в клетках, зараженных вирусом, а в вирусных частицах, которые могли попасть в лептоменинг по обонятельному нерву или через кровоток. В других случаях вирусная РНК в лептоменинге могла просто представлять собой молекулы, которые свободно циркулировали в крови и не были упакованы в вирусные частицы.
Таким образом, полученные результаты не подтверждают предыдущие предположения о том, что SARS-CoV-2 может инфицировать нервные клетки человека. Другими словами, SARS-CoV-2, по-видимому, не является нейротропным вирусом. Исследователи предполагают, что преходящая обонятельная дисфункция у COVID-19 вызвана недостаточной поддержкой обонятельных сенсорных нейронов со стороны сустентакулярных клеток. Таким образом, вирус воздействует на обонятельные сенсорные нейроны опосредованно, не инфицируя их напрямую. Патологические последствия инфицирования сустентакулярных клеток могут варьировать от пациента к пациенту.
Авторы предполагают, что иммунная система может быть не в состоянии обеспечить сустентакулярным клеткам полную защиту от инфекции из-за их расположения на поверхности слизистой оболочки носа. Они также предполагают, что некоторые вакцинированные или выздоровевшие пациенты могут все еще терять обоняние после инфицирования SARS-CoV-2.
