С появления SARS-CoV-2 некоторые пациенты сообщали о неврологических симптомах разной степени тяжести и продолжительности. Эти проявления могут быть очень затруднительными в обыденной жизни, особенно при длительном COVID. Неизвестно, как вирус попадает в мозг. Новое исследование выявило ранее неизвестный механизм распространения: предполагается, что вирус вызывает образование нанотрубок для переноса из носа в клетки нейронов.
Вирус SARS-CoV-2 преимущественно поражает органы дыхательной системы, однако может воздействовать и на другие ткани, например, кишечник, печень, почки, сердце и мозг. Механизм проникновения вируса в головной мозг и возникновения неврологических симптомов пока неизвестен. Это связано с тем, что основные «ворота» вируса — рецептор ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2) — практически отсутствуют в клетках головного мозга (в отличие от клеток носа и легких).
Понимание того, как SARS-CoV-2В процессе проникновения в нейроны вируса COVID-19 используется особый механизм – межклеточный путь, называемый туннельными нанотрубками (TNT), что имеет важное значение для понимания и лечения неврологических проявлений, связанных с коронавирусом. Кьяра Зурзоло, директор по исследованиям Института Пастера, и ее команда пришли к такому выводу, обнаружив проникновение вируса в клетки, лишенные рецептора ACE2, именно этим путем.
TNT — крошечные туннели диаметром несколько десятков нанометров, позволяющие клеткам обмениваться ионами, органеллами и даже вирусами. В 2016 году команда Кьяры Зурзоло показала, что TNT участвуют в межклеточном распространении патогенных белков амилоида, которые связаны с болезнями Альцгеймера и Паркинсона. Исследователи изучают функционирование нанотрубок, чтобы понять их роль в распространении вирусов и бактерий в организме.
Ввиду неврологических последствий инфекции SARS-CoV-2 предположили, что вирус может использовать TNT для распространения от клеток с благоприятными условиями к клеткам с менее благоприятными (не имеющими мембранного рецептора ACE2), одновременно избегая иммунного контроля.
Для проверки гипотезы культивировали клетки нейронов (невосприимчивые к инфекции через эндоцитарный путь) вместе с инфицированными эпителиальными клетками (восприимчивыми). Использована модель клеток нейронов (названая SH-SY5Y), где TNT были охарактеризованы и хорошо идентифицируются, сообщает команда. .
Изучая культуры клеток с помощью конфокальной микроскопии, обнаружили, что клетки нейронов могут быть заражены TNT-опосредованным механизмом при совместном культивировании с инфицированными пермиссивными эпителиальными клетками. Через сутки совместного культивирования в 36,4% клеток-акцепторов цитоплазма содержала пятна, распознаваемые анти-N антителом (антителo, специфичное к белку N SARS-CoV-2). Через двое суток этот процент составил 62,5%. «, — сообщают исследователи.
Учёные выяснили: вирус, имеющийся в эпителиальных клетках, покрывающих носовую стенку, стимулировал образование нанотрубок, которые соединялись с нейронными клетками. Вирус не мог заразить последние самостоятельно, но через эти структуры он отвлекает их от обычных функций, например, переноса липидов и белков, и проникает внутрь.
Возможности повышения точности прибора позволили наблюдать переход вируса из одной клетки в другую. Многочисленные мехурообразные образования, например дву Mexique membrane везикулы, являющиеся очагами размножения вирусов, видны в области контакта между перемиссивными и неперемиссивными клетками. — Пишут, что также обнаружены белки, связанные с клеточным механизмом, который вирус использует для репликации.
Вирус SARS-CoV-2 обнаружил способ проникновения в клетки, недоступные обычным путем, увеличивая свое распространение между клетками. Подобным образом действуют ВИЧ и вирусы гриппа, используя нанотрубки для перемещения между клетками. Возможно, именно нанотрубки служат причиной длительного Covid, поскольку спрятанный внутри вирус может укрываться от антител и дольше сохраняться в организме.
Это эксперимент, проведённый in vitro на клеточных моделях. Для подтверждения того, что этот же механизм работает в человеческом мозге, необходимо проведение дальнейших исследований. Если способ действия будет подтверждён, команда Зурзоло считает возможным разработать препараты, блокирующие образование нанотрубок или разрезающие их.