Головные боли, проблемы с памятью и усталость — это лишь некоторые из неврологических воздействий, которые возникают во время коронавирусной инфекции и могут длиться далеко за пределами острого периода. Еще в самом начале пандемии исследователи предположили, что причиной может быть прямое заражение мозга.
«Мы также приняли это в качестве нашей гипотезы в самом начале. Но до сих пор не было четких доказательств того, что коронавирус может сохраняться в мозге, не говоря уже о том, чтобы распространяться», — объясняет доктор Хелена Радбрух, руководитель рабочей группы по хроническому нейровоспалению в отделении невропатологии клиники Шарите.
«Для этого нам нужно было бы найти доказательства наличия неповрежденных вирусных частиц в мозге, например. Вместо этого признаки того, что коронавирус может инфицировать мозг, исходят от непрямых методов тестирования, поэтому они не являются полностью убедительными».
Согласно второй гипотезе, неврологические симптомы являются своего рода побочным эффектом сильного иммунного ответа, который организм развертывает для защиты от вируса. Прошлые исследования показали, что это может быть так. Нынешнее исследование Charité подкрепляет эту теорию подробными молекулярными биологическими и анатомическими результатами вскрытий.
Отсутствие признаков непосредственного инфицирования головного мозга
Для исследования команда ученых проанализировала различные области мозга у 21 человека, которые умерли в больничных условиях, как правило, в отделении интенсивной терапии, из-за тяжелой коронавирусной инфекции. Для сравнения исследователи изучили девять пациентов, которые умерли от других причин после лечения в реанимации.
Во-первых, они посмотрели, есть ли в ткани какие-либо видимые изменения, и искали какие-либо признаки коронавируса. Затем они провели детальный анализ генов и белков, чтобы выявить специфические процессы, происходившие внутри отдельных клеток.
Как и другие группы исследователей до них, ученые Шарите в некоторых случаях обнаружили генетический материал коронавируса в мозге.
«Но мы не обнаружили нейронов, инфицированных SARS-CoV-2», — отмечает Радбрух. «Мы предполагаем, что иммунные клетки поглотили вирус в организме, а затем отправились в мозг. Они все еще являются носителями вируса, но он не заражает клетки мозга. Таким образом, коронавирус проник в другие клетки организма, но не в сам мозг».
Мозг реагирует на воспаление в организме
Тем не менее, исследователи отметили поразительные изменения в молекулярных процессах в некоторых клетках мозга у инфицированных COVID-19: например, клетки активизировали сигнальный путь интерферона, который обычно активируется в ходе вирусной инфекции.
«Некоторые нейроны, очевидно, реагируют на воспаление в остальной части тела», — говорит профессор Кристиан Конрад, глава рабочей группы по интеллектуальной визуализации в Берлинском институте здоровья в Шарите (BIH) и один из главных исследователей в исследовании, наряду с Радбрухом.
«Эта молекулярная реакция может быть хорошим объяснением неврологических симптомов, которые мы наблюдаем у пациентов с COVID-19. Например, нейротрансмиттеры, выделяемые этими клетками в стволе мозга, могут вызывать усталость. Это связано с тем, что ствол мозга является домом для групп клеток, которые контролируют драйв, мотивацию и настроение».
Реактивные нервные клетки были обнаружены в основном в так называемых ядрах блуждающего нерва. Это нервные клетки, расположенные в стволе мозга, которые простираются до таких органов, как легкие, кишечник и сердце.
«Проще говоря, наша интерпретация наших данных заключается в том, что блуждающий нерв «чувствует» воспалительную реакцию в различных органах тела и реагирует на нее в стволе мозга — без какой-либо фактической инфекции мозговой ткани», — объясняет Радбрух. «Благодаря этому механизму воспаление распространяется от тела к мозгу таким образом, что может нарушить функцию мозга».
Ограниченная по времени реакция
Реакция нейронов на воспаление носит временный характер, что показало сравнение людей, умерших во время острой коронавирусной инфекции, с теми, кто умер не менее двух недель спустя. Молекулярные изменения наиболее очевидны во время острой фазы инфекции, но после нее они снова нормализуются, по крайней мере, в подавляющем большинстве случаев.
«Мы думаем, что, возможно, если воспаление станет хроническим, это может быть причиной неврологических симптомов, часто наблюдаемых при длительном COVID у некоторых людей», — говорит Конрад.
Чтобы проверить это подозрение, команда исследователей теперь планирует более детально изучить молекулярные сигнатуры в мозговой жидкости пациентов с постковидным синдромом.