Как COVID-19 вызывает потерю запаха

Временная потеря обоняния или аносмия является основным неврологическим симптомом и одним из самых ранних и наиболее часто регистрируемых индикаторов COVID-19. Исследования показывают, что он лучше предсказывает заболевание, чем другие известные симптомы, такие как лихорадка и кашель, но основные механизмы потери обоняния у пациентов с COVID-19 неясны.

Теперь международная группа исследователей под руководством нейробиологов из Гарвардской медицинской школы определила типы обонятельных клеток, наиболее уязвимые к заражению SARS-CoV-2, вирусом, вызывающим COVID-19.

Удивительно, но сенсорные нейроны, которые обнаруживают и передают обоняние в мозг, не входят в число уязвимых типов клеток.

В сообщении в Science Advances от 24 июля исследовательская группа обнаружила, что обонятельные сенсорные нейроны не экспрессируют ген, кодирующий рецепторный белок ACE2, который SARS-CoV-2 использует для проникновения в клетки человека . Вместо этого ACE2 экспрессируется в клетках, которые обеспечивают метаболическую и структурную поддержку обонятельных сенсорных нейронов, а также определенных популяций стволовых клеток и клеток кровеносных сосудов.

Полученные данные свидетельствуют о том, что инфекция ненейрональных типов клеток может быть причиной аносмии у пациентов с COVID-19, и помогают лучше понять прогрессирование заболевания.

«Наши результаты показывают, что новый коронавирус изменяет обоняние у пациентов, не напрямую заражая нейроны, а влияя на функцию поддерживающих клеток», – сказал старший автор исследования Сандип Роберт Датта, доцент кафедры нейробиологии Института Блаватника при HMS.

Это означает, что в большинстве случаев инфекция SARS-CoV-2 вряд ли навсегда повредит обонятельные нервные цепи и приведет к стойкой аносмии, добавил Датта, состоянию, которое связано с множеством проблем психического и социального здоровья, особенно с депрессией и тревогой.

«Я думаю, это хорошая новость, потому что, как только инфекция проходит, обонятельные нейроны, кажется, не нуждаются в замене или восстановлении с нуля», – сказал он. «Но нам нужно больше данных и лучшее понимание основных механизмов, чтобы подтвердить этот вывод».

Согласно новым данным, у большинства пациентов с COVID-19 наблюдается определенный уровень аносмии, чаще всего временный. Анализ электронных медицинских карт показывает, что пациенты с COVID-19 в 27 раз чаще страдают потерей обоняния, но лишь в 2,2-2,6 раза чаще страдают лихорадкой, кашлем или респираторными проблемами, по сравнению с пациентами без COVID-19.

Некоторые исследования показали, что аносмия при COVID-19 отличается от аносмии, вызванной другими вирусными инфекциями, в том числе другими коронавирусами.

Например, пациенты с COVID-19 обычно восстанавливают обоняние в течение недель – намного быстрее, чем месяцы, которые могут потребоваться для восстановления от аносмии, вызванной подмножеством вирусных инфекций, которые, как известно, напрямую повреждают обонятельные сенсорные нейроны. Кроме того, многие вирусы вызывают временную потерю обоняния , вызывая проблемы с верхними дыхательными путями, например заложенность носа. Однако некоторые пациенты с COVID-19 испытывают аносмию без заложенности носа.

Выявление уязвимости

В текущем исследовании Датта и его коллеги намеревались лучше понять, как меняется обоняние у пациентов с COVID-19, путем определения типов клеток, наиболее уязвимых для инфекции SARS-CoV-2.

Они начали с анализа существующих наборов данных секвенирования отдельных клеток, которые в общей сложности каталогизировали гены, экспрессируемые сотнями тысяч отдельных клеток в верхних носовых полостях людей, мышей и нечеловеческих приматов.

Команда сосредоточилась на гене ACE2, широко распространенном в клетках дыхательных путей человека, который кодирует основной рецепторный белок, на который нацелен SARS-CoV-2, чтобы проникнуть в клетки человека. Они также изучили другой ген, TMPRSS2, который кодирует фермент, который считается важным для проникновения SARS-CoV-2 в клетку.

Анализ показал, что и ACE2, и TMPRSS2 экспрессируются клетками обонятельного эпителия – специализированной ткани в крыше носовой полости, ответственной за обнаружение запаха, в которой находятся обонятельные сенсорные нейроны и множество поддерживающих клеток.

Однако ни один из генов не экспрессировался обонятельными сенсорными нейронами. Напротив, эти нейроны экспрессировали гены, связанные со способностью других коронавирусов проникать в клетки.

Исследователи обнаружили, что два конкретных типа клеток в обонятельном эпителии экспрессируют ACE2 на уровне, аналогичном тому, который наблюдался в клетках нижних дыхательных путей, наиболее распространенных мишенях для SARS-CoV-2, что свидетельствует об уязвимости к инфекции.

К ним относятся стентакулярные клетки, которые окружают сенсорные нейроны и, как считается, обеспечивают структурную и метаболическую поддержку, а также базальные клетки, которые действуют как стволовые клетки, регенерирующие обонятельный эпителий после повреждения. Присутствие в этих клетках белков, кодируемых обоими генами, подтверждалось иммуноокрашиванием.

В дополнительных экспериментах исследователи обнаружили, что стволовые клетки обонятельного эпителия экспрессируют белок ACE2 на более высоких уровнях после искусственно вызванного повреждения по сравнению со стволовыми клетками в состоянии покоя. Это может указывать на дополнительную уязвимость SARS-CoV-2, но остается неясным, насколько это важно для клинического течения аносмии у пациентов с COVID-19, говорят авторы.

Датта и его коллеги также проанализировали экспрессию генов почти в 50 000 отдельных клеток обонятельной луковицы мыши – структуры в переднем мозге, которая принимает сигналы от обонятельных сенсорных нейронов и отвечает за начальную обработку запаха.

Нейроны обонятельной луковицы не экспрессируют ACE2. Ген и связанный с ним белок присутствовали только в клетках кровеносных сосудов, особенно в перицитах, которые участвуют в регуляции кровяного давления, поддержании гематоэнцефалического барьера и воспалительных реакциях. Ни один из типов клеток обонятельной луковицы не экспрессировал ген TMPRSS2.

Ключ к разгадке запаха

В совокупности эти данные предполагают, что аносмия, связанная с COVID-19, может возникать из-за временной потери функции поддерживающих клеток в обонятельном эпителии , что косвенно вызывает изменения в обонятельных сенсорных нейронах , говорят авторы.

«Однако мы еще не до конца понимаем, что это за изменения», – сказал Датта. «Сустентакулярные клетки в значительной степени игнорировались, и похоже, что нам нужно уделять им внимание, подобно тому, как мы все больше осознаем критическую роль, которую глиальные клетки играют в мозге».

Результаты также предлагают интригующие ключи к разгадке неврологических проблем, связанных с COVID-19. По словам авторов, наблюдения согласуются с гипотезой о том, что SARS-CoV-2 не заражает напрямую нейроны, а вместо этого может влиять на функцию мозга, воздействуя на сосудистые клетки нервной системы. Они добавили, что для подтверждения этого требуется дополнительное расследование.

Результаты исследования теперь помогают ускорить усилия по лучшему пониманию потери запаха у пациентов с COVID-19, что, в свою очередь, может привести к лечению аносмии и разработке улучшенной диагностики болезни на основе запаха.

«Аносмия кажется любопытным явлением, но она может иметь разрушительные последствия для небольшой части людей, у которых она стойкая», – сказал Датта. «Это может иметь серьезные психологические последствия и стать серьезной проблемой для общественного здравоохранения, если у нас растет население с постоянной потерей обоняния».

Команда также надеется, что эти данные помогут найти ответы на вопросы о прогрессировании заболевания, например о том, действует ли нос в качестве резервуара для SARS-CoV-2. По словам авторов, такие усилия потребуют исследований на объектах, которые позволяют проводить эксперименты с живым коронавирусом и анализ данных вскрытия человека, которые по-прежнему трудно получить. Однако дух сотрудничества в научных исследованиях эпохи пандемии внушает оптимизм.

«Мы начали эту работу, потому что в моей лаборатории было несколько наборов данных, готовых для анализа, когда разразилась пандемия, и мы опубликовали первоначальный препринт», – сказал Датта. «То, что произошло после этого, было потрясающе, исследователи со всего мира предложили поделиться и объединить свои данные с нами в своего рода импровизированный глобальный консорциум. Это было настоящим совместным достижением».

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector