SARS-CoV-2 может инфицировать внутреннее ухо
Многие пациенты Covid-19 сообщали о симптомах, затрагивающих уши, включая потерю слуха и шум в ушах.
Также могут возникать головокружения и проблемы с равновесием, что говорит о том, что вирус SARS-CoV-2 может поражать внутреннее ухо. Новое исследование доказывает, что вирус действительно может инфицировать клетки внутреннего уха, включая волосковые клетки, которые имеют решающее значение для слуха и равновесия. Исследователи также обнаружили, что картина инфекции, наблюдаемая в тканях внутреннего уха человека, соответствует симптомам, наблюдаемым в исследовании 10 пациентов с Covid-19, которые сообщали о различных симптомах, связанных с ушами.
Для своих исследований ученые использовали разработанные ими новые клеточные модели тканей внутреннего уха взрослого человека. Ограниченная доступность таких тканей препятствовала предыдущим исследованиям Covid-19 и других вирусов, которые могут вызывать потерю слуха. "Наличие моделей - это первый шаг, и эта работа открывает путь для работы не только с SARS-CoV-2, но и с другими вирусами, поражающими слух", - говорит Ли Герке, который был одним из руководителей исследования.
Еще до начала пандемии Герке работал над проектом по созданию клеточных моделей для изучения инфекций внутреннего уха человека. Такие вирусы, как цитомегаловирус, вирус паротита и вирусы гепатита, могут вызывать глухоту, но как именно они это делают, не совсем понятно. В начале 2020 года, после появления вируса SARS-CoV-2, Герке начал принимать пациентов с потерей слуха, шумом в ушах и головокружением, у которых был положительный анализ на Covid-19. "В то время было не очень понятно, связано ли это причинно-следственной связью или случайно, ведь потеря слуха и шум в ушах встречаются так часто", - вспоминает он.
Герке решил использовать модельную систему, над которой он работал, для изучения инфекции SARS-CoV-2. Он создал свои клеточные модели, взяв клетки кожи человека и превратив их в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Затем он стимулировал дифференцировку этих клеток в несколько типов клеток внутреннего уха: волосковые клетки, опорные клетки, нервные волокна и шванновские клетки, которые изолируют нейроны. Эти клетки можно было выращивать в плоском двухмерном слое или организовывать в трехмерные органоиды. Кроме того, исследователи смогли получить образцы труднодоступных тканей внутреннего уха от пациентов, которым проводилась операция по поводу расстройства, вызывающего сильные приступы головокружения, или опухоли, вызывающей потерю слуха и головокружение.
Как в образцах внутреннего уха человека, так и в клеточных моделях, полученных из стволовых клеток, исследователи обнаружили, что определенные типы клеток - волосковые клетки и клетки Шванна - экспрессируют белки, необходимые для проникновения вируса SARS-CoV-2 в клетки. Эти белки включают рецептор ACE2, который находится на поверхности клеток, и два фермента - фурин и трансмембранную протеазу серина 2, которые помогают вирусу соединиться с клеткой хозяина.
Затем исследователи показали, что вирус действительно может инфицировать внутреннее ухо, в частности, волосковые клетки и, в меньшей степени, шванновские клетки. Они обнаружили, что другие типы клеток в их моделях не были восприимчивы к инфекции SARS-CoV-2. Волосковые клетки человека, которые исследовали ученые, были вестибулярными волосковыми клетками, которые участвуют в восприятии движения головы и поддержании равновесия. Кохлеарные волосковые клетки, которые участвуют в развитии слуха, гораздо труднее получить или создать в клеточной модели. Однако исследователи показали, что волосковые клетки улитки у мышей также содержат белки, которые позволяют SARS-CoV-2 проникать в организм.
Характер инфекции, который исследователи обнаружили в образцах тканей, по-видимому, соответствует симптомам, наблюдавшимся у группы из 10 пациентов с Covid-19, которые после заражения сообщили о симптомах, связанных с ушами. Девять из этих пациентов страдали от шума в ушах, шесть испытывали головокружение, и у всех наблюдалась легкая или значительная потеря слуха. Повреждение волосковых клеток, которое может привести к потере слуха, обычно оценивается путем измерения отоакустической эмиссии - сигналов, издаваемых сенсорными волосковыми клетками в ответ на слуховую стимуляцию. Среди шести пациентов, участвовавших в исследовании Covid-19 и прошедших такое тестирование, у всех была снижена или отсутствовала отоакустическая эмиссия.
Хотя данное исследование убедительно свидетельствует о том, что Covid-19 может вызывать проблемы со слухом и равновесием, общий процент пациентов с Covid-19, столкнувшихся с проблемами, связанными с ушами, неизвестен.
"Первоначально это было связано с тем, что пациенты, которым был поставлен диагноз "Ковид", не были легко доступны для планового тестирования, а также, когда у пациентов возникали более опасные для жизни осложнения, они не обращали особого внимания на то, снижен ли у них слух или есть ли у них шум в ушах", - говорит Герке.
"Мы до сих пор не знаем, какова частота случаев, но наши результаты действительно свидетельствуют о необходимости повышенного внимания к аудиовестибулярным симптомам у ковидных пациентов".
Возможные пути проникновения вируса в уши включают евстахиеву трубу, которая соединяет нос со средним ухом. По словам Герке, вирус также может выходить из носа через небольшие отверстия, окружающие обонятельные нервы. Это позволит ему проникнуть в мозг и инфицировать черепные нервы, включая тот, который соединяется с внутренним ухом.
Теперь исследователи надеются использовать свои клеточные модели для тестирования возможных методов лечения инфекций внутреннего уха, вызванных SARS-CoV-2 и другими вирусами.
