Изследователи от Германия, Испания и Франция са открили свидетелства, че SARS-CoV-2 атакува ендотелиоцитите - клетките, покриващи кръвоносните съдове - кръвно-мозъчната бариера (КМБ) на човешкия мозък. За това разказват самите учени в статия в изданието Nature Neuroscience.
Коронавирусът отстранява белтъка NEMO в ендотелиоцитите, което води до некроптоза – смърт на клетките и разрушаване на съдовете. Като резултат се блокира притокът на кръв в мозъка и възникват така наречените съдове-призраци – капиляри, през които кръвта не може да тече, което води до нарушения в работата на мозъка поради кислороден и глюкозен глад. В същото време изследователите са открили, че клетъчната смърт сред заразени с коронавирус животни може да се предотврати – което дава надежда за подобен резултат и при хората.
Неврологичните усложнения са разпространено последствие от Ковид
Както документираните клинични случаи, така и работата на учените, изследвали ефектите от Ковид върху човека, сочат, че инфекцията често води до неврологични проблеми – те се установяват при почти 84% от пациентите. Заболелите често съобщават за загуба на вкус и обоняние, при някои от тях е замъглено и съзнанието. Отбелязват се и случаи на инсулти, припадъци и дори психически разстройства. Снижаването на когнитивните способности и психическите разстройства са сред най-разпространените симптоми на постковиден синдром.
Но досега не бяха открити доказателства за атака на вируса в мозъчните клетки, независимо че геном на SARS-CoV-2 е бил открит в мозъка и гръбначномозъчната течност на някои пациенти. Най-разпространената хипотеза е, че основната причина за това е увреждане на самите нерви. Новото изследване на европейските учени обаче сочи, че това не е така.
Заразяването със SARS-CoV-2 води до смъртта на ендотелните клетки в кръвно-мозъчната бариера
Учени от университетите в Лил, Любек, Гьотинген и Франкфурт, Института Пастьор, Френския национален институт за здравеопазване и медицински изследвания и Университета на Сантяго де Компостела са изследвали мозъчни проби от 40 починали пациенти, 17 от които са починали от Ковид-19. Проведена по-рано магнитнорезонансна томография на мозъка е установила, че при болните са увредени мозъчните капиляри, намиращи се в КМБ. Затова изследователите обърнали внимание именно на тях.
За да установят действително ли SARS-CoV-2 инфектира ендотелните клетки, изследователите анализирали експресията на гени в получените от мишки образци. Установено било, че ендотелиоцитите наистина експресират редица рецептори, които се свързват с вируса, по-специално NRP1, който играе важна роля в неоваскуларизацията. В същото време експресията на ACE2 - най-известния „портал“ за коронавирус в клетката - не била от такава важност.
Непосредствената причина за смъртта на ендотелните клетки е "изрязването" на един белтък
По-нататъшните експерименти са показали, че основната протеаза – „молекулярните ножици“ – на коронавируса Mpro (Main Protease) отстранява белтъка NEMO от едотелните клетки както на мишки, така и на хора, а той е жизненонеобходим за оцеляването на последните – той активира сигналните пътища, които в резултат водят до имунен и възпалителен отговор на организма.
Смъртта на ендотелните клетки според изследователите има две важни последици. Първо, прекъсванията в кръвно-мозъчната бариера водят до микрокървене в областите на мозъка, където кръвта не трябва да присъства. Освен това се получава хипоперфузия на някои области на мозъка – тяхното лошо кръвоснабдяване – което в най-тежките случаи може да има фатални последици.
Учените са открили метод за борба със смъртта на ендотелните клетки
Изследователите са експериментирали с няколко метода, които потискат производството на Мpro.
Учените са успели да постигнат желания ефект чрез инактивиране на RIPK3, ензим, участващ в процеса на апоптоза (клетъчна смърт). Въпреки че намаленото му съдържание не засяга пряко капилярите на кръвно-мозъчната бариера, то въпреки това предотвратява образуването на нишковидни структури.
Отстраняването на гена, кодиращ ензима, нормализира теглото и удължава живота при мишки с намалени нива на NEMO. Изследователите открили, че липсата на ензима повишава плътността на кръвно-мозъчната бариера при мишки, предотвратявайки смъртта на ендотелните клетки.
Въпреки това използването на RIPK3 инхибитори е неефективно, тъй като може да доведе до апоптоза. Учените са успели да намерят начин да заобиколят това препятствие – те са инхибирали ензима RIPK1, който активира RIPK3. При мишки, върху които е проведен такъв експеримент, не се образували нишковидни структури и теглото им се върнало към нормалното.
Клиничните изпитвания на RIPK1 инхибитори вече са в ход, подчертават изследователите. Учените също възлагат надежди на разработването на Mpro инхибитори.
