Как COVID-19 вызывает аносмию

Неожиданно, но сенсорные нейроны, которые обнаруживают и передают обоняния в мозг, не относятся к уязвимым типов клеток SARS-CoV-2.

Аносмия ковид коронавирус

Временная потеря обоняния или аносмия является основным неврологическим симптомом и одним из самых ранних и наиболее частых симптомов COVID-19. Как показывают дослидження, этот симптом лучше прогнозуе заболевания, чем другие хорошо известные симптомы, такие как лихорадка и кашель, но основные механизмы потери обоняния у пациентов с COVID-19 были НЕпонятны.

Сейчас международная группа исследователей под руководством неврологов из Гарвардской медицинской школы обнаружила типа обонятельных клеток в верхней части носовой полости, наиболее уязвимы к инфекции SARS-CoV-2.

неожиданно, Но сенсорные нейроны, которые обнаруживают и передают ощущение обоняниев в мозг, не относятся к уязвимым типов клеток.

Исследовательская группа обнаружила, что обонятельные сенсорные нейроны НЕ экспрессируют ген, кодирующий белок рецептора ACE2, который SARSCoV-2 использует для проникновения в клетки. Зато ACE2 экспрессируется в клетках, которые обеспечивают метаболическую и структурную поддержку обонятельных сенсорных нейронов, а также определенные популяции стволовых клеток и клеток кровеносных сосудов.

Полученные данные позволяют предположить, что инфекция ненейрональних типов клеток может быть причиной аносмии у пациентов с COVID-19 и помогают лучше понять прогрессирования заболевания.

«Наши результаты показывают, что новый коронавирус поражает обоняние у пациентов не непосредственно заражая нейроны, а влияя на функцию поддерживающих клеток», — сказал старший автор исследования Sandeep Robert Datta, доцент кафедры нейробиологии в the Blavatnik Institute at HMS.

Это означает, что в большинстве случаев инфекция SARSCoV-2 вряд ли может навсегда повредить обонятельные нервные цепочки и привести к перманентному аносмии, к состоянию, которое связано с различными проблемами психического и социального здоровья, особенно с депрессией и тревогой.

«Но нам нужно больше данных и лучшее понимание основных механизмов, чтобы подтвердить этот вывод»— добавили ученые.

Большинство пациентов с COVID-19 испытывают определенный уровень аносмии, чаще всего временно. Анализ электронных медицинских карт указывает на то, что у пациентов с COVID-19 в 27 раз чаще наблюдают потерю обоняния, но только в 2,2-2,6 раз чаще обнаруживают лихорадку, кашель или затрудненное дыхание, по сравнению с пациентами без COVID19.

Некоторые исследования показали, что аносмия при COVID-19 отличается от аносмии, вызванной другими вирусными инфекциями, включая другие коронавирусы.

Например, пациенты с COVID-19 обычно восстанавливают обоняние течение нескольких недель — гораздо быстрее, чем месяца, которые необходимы для восстановления от аносмии, вызванной подгруппой вирусных инфекций, которые, как известно, непосредственно повреждают обонятельные сенсорные нейроны. Кроме того, многие вирусы вызывают временную потерю обоняния, вызывая проблемы с верхними дыхательными путями, такие как заложенность носа. Однако у некоторых пациентов с COVID-19 наблюдается аносмия без всякой носовой заложенности.

В этом исследовании ученые пытались лучше понять, как меняется ощущение обоняниев у пациентов с COVID-19, определяя типы клеток, наиболее уязвимы к инфекции SARS-CoV-2.

Они начали с анализа существующих наборов данных о секвенирования отдельных клеток, которые в целом каталогизировали гены, экспрессированные сотнями тысяч отдельных клеток в верхних носовых полостях человека, мышей и нечеловеческих приматов.

Команда сосредоточилась на гене ACE2, широко распространенном в клетках дыхательных путей человека, кодирующий основной рецепторный белок, на который SARSCoV-2 нацелен на проникновение в клетки человека. Они также изучили другой ген — TMPRSS2, который кодирует фермент, который считается важным для проникновения SARSCoV-2 в клетку.

Анализ показал, что и ACE2, и TMPRSS2 экспрессируются клетками обонятельного эпителия — специализированная ткань носовой полости, ответственное за запахе, в которой размещены обонятельные сенсорные нейроны и множество поддерживающих клеток. Однако ни один ген НЕ експресувався обонятельными сенсорными нейронами. наупа, эти нейроны экспрессировали гены, связанные со способностью других коронавирусов проникать в клетки.

Исследователи обнаружили, что два специфические типы клеток обонятельного эпителия экспрессируют АСЕ2 на уровнях, подобных тем, которые наблюдались в клетках нижних дыхательных путей, распространенных мишеням SARS-CoV-2, свидетельствует об уязвимости к инфекции.

К ним относятся сустентакулярни клетки, которые окружают сенсорные нейроны и, как считается, обеспечивают структурную и метаболическую поддержку, а также базальные клетки, которые действуют как стволовые клетки, восстанавливая обонятельный эпителий после повреждения. Наличие в этих клетках белков, кодируемые обоими генами, подтверждено имунофарбуванням.

В дополнительных экспериментах исследователи обнаружили, что стволовые клетки обонятельного эпителия экспрессируют белок ACE2 на более высоких уровнях после искусственно вызванного повреждения, по сравнению со стволовыми клетками в состоянии покоя. это может указывать на дополнительную уязвимость к SARS-CoV-2, но остается неясным, важно это или как это важно для клинического течения аносмии у пациентов с COVID-19, отмечают авторы.

Datta и его коллеги также проанализировали экспрессию генов в почти 50 000 клетках обонятельной луковицы мыши — структуре переднего мозга, принимает сигналы от обонятельных сенсорных нейронов и отвечает за начальную обработку запаха.

Изображение обонятельной луковицы и эпителия.  Вверху справа: Перициты (светло-оранжевый) охватывает кровеносный сосуд (красную).  Внизу справа: обонятельные сенсорные нейроны (светло-красные, оранжевые), окруженные сустантекулярнимы клетками (желто-коричневые) и базальными клетками (желтые и светло-оранжевые).
Изображение обонятельной луковицы и эпителия. Вверху справа: Перициты (светло-оранжевый) охватывает кровеносный сосуд (красную). Внизу справа: обонятельные сенсорные нейроны (светло-красные, оранжевые), окруженные сустантекулярнимы клетками (желто-коричневые) и базальными клетками (желтые).

Нейроны в обонятельной луковицы не экспрессировали ACE2. Ген и связанный с ним белок присутствовали только в клетках кровеносных сосудов, особенно в Перициты, которые участвуют в регуляции артериального давления, поддержке гематоэнцефалического барьера и воспалительных реакциях. Ни один тип клеток обонятельной луковицы не експресував ген TMPRSS2.

Эти данные указывают на то, что аносмия, связанная с COVID-19 может возникнуть вследствие временной потере функции поддерживающих клеток обонятельного эпителия, опосредованно вызывает изменения в обонятельных сенсорных нейронах, Отмечают авторы.

«Однако мы пока не совсем четко понимаем, что это за изменения «, — сказал Robert Datta. «Сустентакулярни клетки в значительной степени игноравалисьИ, похоже, что нужно обращать на них больше уваги, так как мы все больше понимаем какую важную роль играют глиальные клетки в мозгу«.

результаты также наталкивают на интересные догадки по неврологических проблем, связанных с COVID-19. наблюдение сопоставляются с гипотезами о том, что SARS-CoV-2 напрямую не инфицирует нейроны, а может вместо влиять на работу мозга, вражаючы клетки кровеносных судин нервной системы, утверждают авторы. Однако для подтверждения этого необходимы дополнительные исследования.

Благодаря этим результатам ученым удалось лучше понять явление аносмии у пациентов с COVID-19, что, в свою очередь, может способствовать лечению аносмии и развития усовершенствованной диагностики заболевания на основе обоняния.

«Аносмия кажется странным явлением, но она может нести разрушительные последствия для небольшой части людей, у которых она стойка» — сказал Robert Datta. «Это может иметь серьезные, В том числе психологические последствия и может стать проблемой для общественного здоровья, если у нас растет население с постоянной потерей обоняния«.

Команда также надеется, что данные помомогут найти ответы на вопросы о прогрессе заболевания, например, есть носовая полость резервуаром для SARS-CoV-2. Такие усилия потребуют исследований в учреждениях, позволяющие проводить эксперименты с живым коронавируса и анализировать данные аутопсии человека, утверждают авторы, к которым пока трудно добраться. Однако дух сотрудничества во времена пандемии среди ученых всего мира выкликаем оптимизм.

Ещё
Почти вдвое возросла заболеваемость корью
HCV.COM.UA