Британские и швейцарские биологи изучили на мышах пути проникновения коронавируса SARS-CoV-2 в мозг и определили виды повреждений, которые он там вызывает.

Полученные результаты объясняют причину возникновения «мозгового тумана» и других неврологических осложнений у переболевших COVID-19. Статью опубликовали на сервере препринтов bioRxiv.

Первоначально новую коронавирусную инфекцию идентифицировали как тяжелый острый респираторный синдром (SARS). Дальнейшие наблюдения показали, что он поражает и другие органы — почки, сердце, легкие и мозг, используя рецептор ACE2 для проникновения в клетки.

Многие люди во время болезни и после выздоровления жалуются на проблемы с памятью, когнитивные нарушения, бессонницу, тревожность, а также характерный «мозговой туман». Он проявляется в виде сонливости, апатии, снижении реакции, рассеянности сознания и повышенной утомляемости. У пожилых пациентов коронавирус обостряет болезни Альцгеймера и Паркинсона и другие проявления деменции. Однако механизм того, как происходит заражение мозга, до сих пор оставался плохо изученным.

Ученые из Цюрихского и Ливерпульского университетов использовали генно-модифицированных мышей с человеческим рецептором hACE2 в качестве модели для изучения действия коронавируса на мозг. Авторы интраназально инфицировали животных низкими или высокими дозами SARS-CoV-2.

Наблюдения показали, что через семь дней вирус проник в мозг через обонятельную луковицу. Он распространился в обонятельном эпителии и нейронах обонятельной луковицы, а также в имеющих с ней связи отделах мозга (гиппокампе, таламусе и гипоталамусе) и лобных областях. При высоких дозах ученые наблюдали более широкое проникновение инфекции в головной и спинной мозг.

«При легкой форме COVID-19 может возникнуть инфекция мозга через обонятельную луковицу и другие нейрогенные пути. Тогда это приведет к нейронной инфекции и легкой воспалительной реакции. Возможно, именно этот сценарий объясняет потерю вкуса и запаха, а также сильные головные боли, которые наблюдаются у пациентов с легкими формами заболевания», — пишут авторы.

В передней части мозга, отмечается в публикации, есть несколько областей коры, отвечающих за память, внимание и исполнительные функции, — заражение может нарушить их работу. Этим исследователи и объясняют многие неврологические симптомы COVID-19.

Биологи выяснили, что вирус распространяется в нескольких типах клеток головного мозга — изначально инфицирует нейроны, но не приводит к их гибели, но зато вызывает апоптоз клеток микроглии и иммунных клеток. При более детальном изучении оказалось, что ни одна из этих клеток не была заражена напрямую.

«Этот результат согласуется с недавними открытиями органоидов человеческого мозга, инфицированных SARS-CoV-2, которые предоставили доказательства того, что инфицированные нейроны не умирают, но могут способствовать гибели соседних неинфицированных клеток», — пишут исследователи.

Авторы отмечают, что высокая доза коронавируса повышает тяжесть последствий для мозга, хотя и не вызывает прямой гибели нейронов.