Здоровье и медицинаНовости

COVID: SARS-CoV-2 проникает в мозг через нанотрубки

С момента появления SARS-CoV-2 несколько пациентов сообщили о неврологических симптомах различной степени тяжести и продолжительности. Эти симптомы могут быть очень изнурительными в повседневной жизни, особенно в случае длительного COVID. Неясно, как этот вирус попадает в мозг. Новое исследование раскрывает ранее неизвестный механизм распространения: предполагается, что вирус вызывает образование нанотрубок для распространения из носа в клетки нейронов.

SARS-CoV-2 в основном поражает дыхательные пути, но в некоторых случаях он поражает и другие органы, такие как кишечник, печень, почки, сердце и мозг. Как вирус получает доступ к мозгу и вызывает неврологические симптомы, неясно, потому что основные «ворота» вируса — рецептор ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2) — едва обнаруживаются в клетках головного мозга (в отличие от клеток носа и легких).

Понимание того, как SARS-CoV-2 проникает в клетки нейронов, имеет ключевое значение для понимания (и лечения) неврологических проявлений, связанных с COVID-19. Кьяра Зурзоло, директор по исследованиям Института Пастера, и ее команда обнаружили, что вирус COVID-19 проникает в клетки, лишенные рецептора ACE2, совершенно другим путем: он использует межклеточный коммуникационный путь, называемый туннельными нанотрубками (TNT).

TNT - это крошечные туннели диаметром в несколько десятков нанометров, которые позволяют как минимум двум клеткам обмениваться ионами, целым органеллам... и даже вирусам! В 2016 году команда Кьяры Зурзоло показала, что TNT даже играют роль в межклеточном распространении патогенных белков амилоида, участвующих в болезнях Альцгеймера и Паркинсона. С тех пор исследователи изучают функционирование этих нанотрубок, чтобы пролить свет на их участие в распространении определенных вирусов и бактерий в организме.

Учитывая неврологические последствия инфекции SARS-CoV-2, они предположили, что вирус также может использовать TNT для распространения от клеток с благоприятными условиями к менее благоприятным клеткам (не имеющим мембранного рецептора ACE2) - и в то же время избегать иммунного контроля.

Чтобы проверить эту гипотезу, они культивировали клетки нейронов (невосприимчивые к инфекции через эндоцитарный путь) в присутствии инфицированных эпителиальных клеток (восприимчивых); использованная модель клеток нейронов (названая SH-SY5Y) является той, в которой TNT были охарактеризованы и хорошо идентифицируются, сообщает команда в Science Advances.

Исследуя культуры клеток с помощью конфокальной микроскопии, они обнаружили, что клетки нейронов могут быть инфицированы TNT-опосредованным механизмом при совместном культивировании с инфицированными пермиссивными эпителиальными клетками. "Через 24 часа совместного культивирования 36,4% клеток-акцепторов содержали в своей цитоплазме пятна, распознаваемые анти-N антителом [примечание: антитело, специфичное к белку N SARS-CoV-2], а через 48 часов этот процент увеличился до 62,5%", — сообщают исследователи.

Исследователи обнаружили, что вирус, присутствующий в эпителиальных клетках (представляющих собой клетки, выстилающие носовую стенку), стимулировал образование нанотрубок таким образом, что последние устанавливали связи с присутствующими нейронными клетками (которые вирус не мог заразить в одиночку). Затем он отвлекает их от их первоначальных функций, таких как перенос липидов и белков, и проникает в них.

Клетки Vero E6, инфицированные SARS-CoV-2, совместно культивировали с клетками SH-SY5Y. Желтые стрелки указывают на TNT; белые стрелки указывают на сигнал SARS-CoV-2 анти-N внутри TNT и в клетках-акцепторах.

Возможности увеличения их прибора для наблюдения позволили им даже наблюдать переход вируса из одной клетки в другую: "Множественные везикулярные структуры, такие как двухмембранные везикулы, места вирусной репликации, наблюдаются внутри TNT между пермиссивными и непермиссивными клетками", — пишут они. Они также обнаружили белки, связанные с клеточным механизмом, который вирус использует для репликации.

Короче говоря, SARS-CoV-2 не только нашел способ вторжения в клетки, в которые он не мог проникнуть обычным путем, но этот механизм усиливает распространение вируса между пермиссивными клетками в дополнение к эндоцитарному пути. Обратите внимание, что это не единственный вирус, управляющий клетками таким образом: ВИЧ и вирусы гриппа также используют TNT для перемещения из клетки в клетку. Эти нанотрубки также могут быть источником долгого Covid: спрятанный внутри, вирус может избегать антител и дольше сохраняться в организме.

Это эксперимент, проведенный in vitro, на клеточных моделях, и для подтверждения того, что этот же механизм работает в человеческом мозге, потребуются дальнейшие исследования. Однако если этот способ действия подтвердится, команда Зурзоло считает, что можно разработать препараты, блокирующие образование нанотрубок или разрезающие их.

Подписывайтесь на нас
Back to top button