Что мы в настоящее время знаем о влиянии SARS-CoV-2 на мозг? В этой статье мы собираем новые доказательства.

Как SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19, влияет на мозг человека? Недавние исследования дали  ключ к разгадке и пролили свет на то, почему COVID-19 может быть таким серьезным для некоторых людей и почему симптомы могут длиться долгое время.

Исследователи отметили, что существует долгая история подобных вирусов, поражающих мозг, поэтому многие ожидают, что новый коронавирус окажет такой эффект.

Например, доктор Габриэль А. де Эраускин, профессор неврологии Центра медицинских наук Техасского университета в Сан-Антонио, отмечает, что «после пандемии гриппа 1917-1918 годов многие гриппоподобные заболевания были связаны с расстройства мозга. "

«Эти респираторные вирусы включали H1N1 и SARS-CoV. Также известно, что вирус SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, влияет на мозг и нервную систему », - добавляет исследователь. Вопрос в том, как и в какой степени?

Влияние на мозг объясняет потерю обоняния

Доктор де Эраускин недавно опубликовал статью вместе с коллегами, в том числе старшим автором доктором Судхой Сешадри, профессором неврологии в том же учреждении и директором университетского института болезни Альцгеймера и нейродегенеративных заболеваний имени Гленна Биггса.

«Основная идея нашего исследования заключается в том, что некоторые респираторные вирусы имеют сродство с клетками нервной системы», - объясняет профессор Сешадри. Она добавляет: «Обонятельные клетки очень восприимчивы к вирусной инвазии и особенно нацелены на SARS-CoV-2, и поэтому одним из ярких симптомов COVID-19 является потеря обоняния».

Обонятельные клетки сосредоточены в носу. Через них вирус достигает обонятельной луковицы в головном мозге, которая расположена недалеко от гиппокампа, области мозга, отвечающей за кратковременную память.

«След вируса, когда он проникает в мозг, ведет почти прямо к гиппокампу», - объясняет д-р де Эраускин. «Считается, что это один из источников когнитивных нарушений, наблюдаемых у пациентов с COVID-19. Мы подозреваем, что это также может быть одной из причин ускоренного когнитивного снижения со временем у восприимчивых людей ».

Связь с неврологическими расстройствами

В своей статье ученые ссылаются на существующие доказательства, которые заставляют их особенно опасаться воздействия SARS-CoV-2 на мозг. Например, исследователи обнаружили, что:

  • «Интраназальное введение SARS ‐ CoV ‐ 2 у мышей приводит к быстрой инвазии в мозг».
  • «Вирусные частицы SARS-CoV-1 могут быть обнаружены посмертно в головном мозге […] у людей».
  • В посмертной ткани головного мозга рецепторы ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2) экспрессируются в сосудистой сети лобной коры головного мозга. Через эти рецепторы SARS-CoV-2 попадает в здоровые клетки.
  • Исследования in vitro показали, что вирусные белки могут повредить гематоэнцефалический барьер.
  • У большинства пациентов с COVID-19 головная боль, снижение вкуса и потеря обоняния возникают до появления респираторных симптомов.
  • Делирий , нейропсихиатрический симптом снижения познавательной способности и памяти, «может быть единственным характерным симптомом инфекции SARS-CoV-2, даже у молодых пациентов. Сообщается, что частота делирия у тяжелобольных пациентов с COVID-19 [в отделениях интенсивной терапии (ОИТ)] достигает 84% », - отмечают авторы.
  • Наконец, «аномальные изображения головного мозга стали основной особенностью COVID ‐ 19 во всех частях мира», - пишет команда.

К 2022 году авторы планируют узнать больше о том, как COVID-19 влияет на мозг. Консорциум исследователей из более чем 30 стран, финансируемый Ассоциацией Альцгеймера, проведет согласованные исследования неврологических эффектов нового коронавируса.

Участники исследования будут набраны из миллионов людей с COVID-19 в дополнение к некоторым, уже участвующим в международных исследованиях. Исследователи будут принимать ключевые меры состояния мозга - используя МРТ-сканирование и оценку объема мозга, когнитивных функций и поведения - на начальном этапе и через 6, 9 и 18 месяцев исследования.

Цель состоит в том, чтобы понять, как COVID-19 увеличивает риск, тяжесть и прогрессирование нейродегенеративных состояний, таких как болезнь Альцгеймера, или психических состояний, таких как депрессия.

Призыв к облегчению седации в отделении интенсивной терапии

Другое исследование усиливает опасения, выраженные доктором де Эраускином, доктором Сешадри и их коллегами, особенно в отношении риска делирия и комы.

Новое исследование, опубликованное в The Lancet Respiratory Medicine, показало, что среди пациентов с COVID-19 частота таких исходов намного выше, чем у пациентов с острой дыхательной недостаточностью.

Авторы этого исследования рассмотрели 2088 пациентов с COVID-19, поступивших в 69 взрослых отделений интенсивной терапии в 14 странах. Они обнаружили, что около 82% пациентов находились в коме в среднем 10 дней, а у 55% ​​делирий в среднем длился 3 дня. В среднем острая дисфункция головного мозга, проявлявшаяся в виде комы или делирия, длилась 12 дней.

«Это вдвое больше, чем у пациентов, не страдающих коронавирусом», - объясняет автор первого исследования Бренда Пун, медсестра, работающая в отделении аллергии, легких и интенсивной терапии Медицинского центра Университета Вандербильта в Нэшвилле, штат Теннесси. Пун также является директором по качеству данных в Центре критических заболеваний, дисфункции мозга и выживания Вандербильта.

Исследование было наблюдательным, поэтому не могло сделать вывод о причинах таких показателей острой дисфункции мозга. Тем не менее, авторы предполагают, что сильные седативные препараты и сокращение посещений семьи могут сыграть свою роль.

Исследование показало, что у пациентов, которые получали вливания бензодиазепиновых седативных средств, которые действуют как депрессант для нервной системы, на 59% выше вероятность развития делирия. Исследование также показало, что у пациентов, которые лично или виртуально посещали родственников, вероятность развития делирия на 30% ниже.

Авторы предупреждают, что из-за давления пандемии многие медицинские работники вернулись к старой практике, в то время как в новых протоколах есть четкие положения, позволяющие избежать острой дисфункции мозга.

«Из наших результатов ясно, что многие отделения интенсивной терапии вернулись к седативным методам, которые не соответствуют рекомендациям передовой практики, - говорит Пун, - и нам остается только размышлять о причинах. Многие больницы в нашей выборке сообщили о нехватке специалистов интенсивной терапии, информированных о передовой практике ».

«Были опасения по поводу нехватки седативных средств, и в ранних сообщениях о COVID-19 предполагалось, что наблюдаемая дисфункция легких требует уникальных методов лечения, включая глубокую седацию. При этом ключевые превентивные меры против острой дисфункции головного мозга не прошли должным образом ».

«Этих продолжительных периодов острой дисфункции головного мозга в основном можно избежать. Наше исследование вызывает тревогу: по мере того, как мы вступаем во вторую и третью волны COVID-19, бригады интенсивной терапии должны, прежде всего, вернуться к более легким уровням седации для этих пациентов, частым пробуждению и дыхательным пробам, мобилизации и безопасности при личной встрече. или виртуальное посещение ».
- старший автор исследования доктор Пратик Пандхарипанде, профессор анестезиологии в Медицинском центре Университета Вандербильта.

Заражение нейронов с разрушительными последствиями

Другие исследователи сосредоточились на том, как новый коронавирус поражает нейроны и повреждает ткани мозга.

Например, группа под руководством Акико Ивасаки, профессора иммунобиологии и молекулярной, клеточной биологии и биологии развития в Йельской школе медицины в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, Акико Ивасаки, использовала миниатюрные трехмерные репродукции органов, выращенные в лаборатории, чтобы проанализировать, как SARS-CoV-2 проникает в мозг.

Исследование, опубликованное в Журнале экспериментальной медицины , показало, что новый коронавирус способен инфицировать нейроны в этих выращенных в лаборатории органоидах и воспроизводить себя, ускоряя метаболизм инфицированных клеток. Одновременно с этим здоровые, неинфицированные нейроны в непосредственной близости погибли из-за прекращения подачи кислорода.

Исследователи также определили, что блокирование рецепторов ACE2 предотвращает заражение вирусом органоидов головного мозга человека.

Ученые также проанализировали влияние SARS-CoV-2 на мозг мышей, генетически модифицированных для производства человеческих рецепторов ACE2. Здесь вирус изменил сосудистую сеть головного мозга или кровеносные сосуды. Это могло, в свою очередь, перекрыть снабжение мозга кислородом.

Более того, мыши с инфекцией, распространившейся на мозг, имели гораздо более тяжелое заболевание, чем мыши с инфекцией, ограниченной легкими.

Наконец, профессор Ивасаки и ее команда исследовали вскрытие мозга трех пациентов, умерших от COVID-19. Они обнаружили SARS-CoV-2 в корковых нейронах одного из трех. Инфицированные области были связаны с ишемическими инфарктами, при которых ограниченное кровоснабжение приводило к повреждению тканей и гибели клеток. У всех трех пациентов в головном мозге были микроинфаркты.

«Наше исследование ясно демонстрирует, что нейроны могут стать мишенью для заражения SARS-CoV-2 с разрушительными последствиями локальной ишемии в головном мозге и гибели клеток. […] Наши результаты показывают, что неврологические симптомы, связанные с COVID-19, могут быть связаны с этими последствиями и могут помочь в выработке рациональных подходов к лечению пациентов с COVID-19 с нейрональными расстройствами ».
- соавтор-корреспондент доктор Кая Билгувар, директор Йельского центра геномного анализа

«Заразив мозг, он может повлиять на все»

Другое исследование поддерживает идею о том, что COVID-19 делает болезнь очень серьезной.

Группа исследователей, в том числе старший автор исследования Мукеш Кумар, вирусолог, специализирующийся на новых инфекционных заболеваниях, и доцент Университета штата Джорджия в Атланте, заразили носовые ходы мышей новым коронавирусом. Это вызвало тяжелую болезнь у грызунов даже после того, как инфекция исчезла из их легких.

Затем ученые проанализировали уровни вируса в нескольких органах, сравнивая экспериментальную группу мышей с контрольной группой, которая получила дозу физиологического раствора вместо вируса.

Результаты, опубликованные в журнале « Вирусы», показали, что уровни вируса в легких достигли пика примерно на 3-й день после заражения, но уровни в мозге сохранялись на 5-й и 6-й дни, что совпало с наиболее серьезными и изнурительными симптомами.

Ученые также обнаружили, что в мозге содержится в 1000 раз больше вируса, чем в других частях тела.

По словам старшего исследователя, это может объяснить, почему некоторые люди выздоравливают через несколько дней и улучшают функцию легких, а затем рецидив и более серьезные симптомы, некоторые из которых могут оказаться летальными.

«Наше мнение о том, что [COVID-19] является скорее респираторным заболеванием, не обязательно верно», - говорит Кумар. «Заразив мозг, он может повлиять на все, потому что мозг контролирует ваши легкие, сердце, все. Мозг - очень чувствительный орган. Это центральный процессор для всего ».

«Мозг - это одна из областей, где вирусы любят прятаться, - продолжает он, - потому что, в отличие от легких, мозг с иммунологической точки зрения не так приспособлен для удаления вирусов».

«Вот почему мы наблюдаем тяжелое заболевание и все эти многочисленные симптомы, такие как болезнь сердца, инсульт и все эти дальние перевозки с потерей обоняния и вкуса», - объясняет старший научный сотрудник. «Все это связано с мозгом, а не с легкими».

Кумар предупреждает, что повреждение мозга может означать, что многие люди с COVID-19 продолжают подвергаться высокому риску нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, рассеянный склероз или общее снижение когнитивных функций после выздоровления.

"Это страшно. […] Многие люди думают, что они заразились COVID, и выздоровели, и теперь  уже в безопасности. Теперь я чувствую, что этого никогда не будет. Возможно, тебе никогда не выйти из леса ».