Білок S1, яка формує шипи вірусу SARS-CoV-2, допомагає йому проникати в мозок, вважають вчені з Вашингтонського університету. Про це вони розповіли в статті в журналі Nature Neuroscience.
Найчастіше COVID-19 вражає легені, тому найбільш поширені симптоми хвороби – кашель і задишка. У найбільш важких випадках пацієнтам потрібна штучна вентиляція легенів. Однак інфекція також нерідко призводить до неврологічних симптомів, від головного болю до судом і нападів, і такі ускладнення можуть зберігатися дуже довго. Можлива причина цього – потрапляння вірусу в мозок, але конкретні механізми того, як це відбувається, не вивчені до кінця.
Раніше автори роботи займалися вивченням гематоенцефалічного бар’єру в контексті різних захворювань, від хвороби Альцгеймера до ВІЛ-інфекції, діабету і ожиріння. Навесні 2020 року ці фірми зосередилися на тому, як він взаємодіє з SARS-CoV-2.
Щоб з’ясувати, як SARS-CoV-2 проникає в мозок, дослідники заражали їм мишей через дихальні шляхи і внутрішньовенно. Виявилося, білок S1 дозволяє SARS-CoV-2 долати гематоенцефалічний бар’єр – «фільтр» між кровоносною системою і центральною нервовою системою. Він захищає нервову тканину від циркулюючих в крові мікроорганізмів, токсинів, клітинних і гуморальних факторів імунної системи, які сприймають тканину мозку як чужорідну.
Це не унікальне явище – така властивість є і у ряду інших вірусів. Найбільше поведінку SARS-CoV-2 в цьому плані нагадало вченим ВІЛ. За словами автора роботи Вільяма Бенкса, білок S1 у вірусі SARS-CoV2 і білок gp 120 у вірусі ВІЛ-1 функціонують аналогічним чином. У обох на поверхні є білки-глікопротеїни, які працюють як «руки» вірусу, «ховаючись» за рецептори і проникаючи в клітини. Обидва віруси перетинають гематоенцефалічний бар’єр, і S1, як і gp120, ймовірно, токсичний для тканин мозку.
Бенкс зазначив, що схожість між ВІЛ та SARS-CoV-2 в проникненні в мозок «була схожа на дежавю».
«Ми знаємо, що при COVID-19 виникають проблеми з диханням, тому що інфекція потрапляє в легені, але є і додаткове пояснення – вірус проникає в дихальні центри головного мозку і порушує їх роботу, – каже вчений. – З SARS-CoV-2 краще не зв’язуватися. Багато ефектів, які він здатний спровокувати або посилити, проникнувши в мозок, можуть зберігатися дуже довго».
Результати дослідження пояснюють, чому багато пацієнтів, які перенесли інфекцію в легкій формі, навіть через місяці продовжують відчувати слабкість і втому. Невелике запалення може виникнути у відповідь на будь-яку вірусну інфекцію, пояснюють вчені. У деяких людей, особливо літніх або з хронічними захворюваннями, імунна система реагує на інфекцію занадто бурхливо і виходить з-під контролю, приводячи до цитокінового шторму – неконтрольованого запалення, яке призводить до пошкодження власних тканин організму.
Цитокіновий шторм – одна з найбільш поширених причин смерті при COVID-19, проте неясно, яка частка пацієнтів з ним стикається. Дослідники вважають, що причиною довготривалих неврологічних ускладнень після хвороби виступає схожа реакція в мозку.
«Білок S1, швидше за все, змушує мозок виділяти цитокіни і запальні продукти», – уточнює Бенкс.
Професор неврології Джейкоб Рабер з університету Орегона зазначає, що у чоловіків S1 добирається до нюхової цибулини в мозку, а також до нирок швидше, ніж у жінок. Цим можна пояснити більш важкий перебіг COVID-19 у чоловіків, вважає він.