Die Studie erklärt verwirrende neurologische Symptome – und warum sie so unvorhersehbar sind.

Neue Forschungsergebnisse bieten einen genaueren Blick darauf, wie SARS-CoV-2Das verursachende Virus Covid-19Es kann sich auf das Gehirn ausbreiten. Die Studie hilft dabei, die alarmierende Bandbreite neurologischer Symptome zu erklären, über die bei einigen COVID-19-Patienten berichtet wurde, sowie zu erklären, warum bei einigen Patienten schwere neurologische Auswirkungen auftreten, während bei anderen überhaupt keine Symptome auftreten.

Forscher haben Beweise dafür berichtet, dass SARS-CoV-2 sowohl die Nervenzellen, die unser Gehirn (Neuronen) besetzen, als auch die Zellen des Gehirns und des Rückenmarks infizieren kann, die Neuronen (Astrozyten) unterstützen und schützen.

Eine einzelne Sternzelle zeigt die Expression des SARS-CoV-2-ACE2-Rezeptorproteins in Rot. Bildnachweis: Ricardo Costa, LSUHS

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Astrozyten ein Weg sind, über den COVID-19 neurologische Schäden verursacht“, sagte Ricardo Costa, Ph.D., Postdoktorand am Health Shreveport der Louisiana State University (LSU) und Erstautor der Studie. „Dies könnte viele der neurologischen Symptome erklären, die wir bei COVID-19-Patienten sehen, darunter Verlust des Geruchs- und Geschmackssinns, Orientierungslosigkeit, Psychose und Schlaganfall.“

Costa wird die Forschungsergebnisse auf der Jahrestagung der American Physiological Society während des Experimental Biology (EB) -Treffens 2021 vorstellen, das vom 27. bis 30. April stattfinden wird. Die Studie wird von Diana Cruz Tobit, außerordentliche Professorin für Molekular- und Zellbiologie an der LSU Health Shreveport, und den Mitarbeitern Oscar Gomez-Torres (PhD) und Emma Burgos-Ramos (PhD) von der Universidad de Castilla-La Mancha in Spanien geleitet.

Eine Gruppe von Neuronen (blau) und die Dendriten, die sie verbinden (grün). Der ACE2-Rezeptor (rot) ist im Hauptkörper der Nervenzellen vorhanden. Bildnachweis: Ricardo Costa, LSUHS; Originalzellen gespendet von Lynn Harrison, LSUHS

Es ist bekannt, dass SARS-CoV-2 in den Atemwegen die Zellen einer Person infiziert, indem es Proteine ​​auf der Oberfläche der Zelle übernimmt, die als Angiotensin-Converting-Enzym-2 (ACE2) -Rezeptoren bezeichnet werden. Es ist unklar, ob die Gehirnzellen diesen Rezeptor haben.

Für die Studie untersuchten Costa und Kollegen RNA Und Proteine, um zu bestimmen, ob Zellkulturen von menschlichen Astrozyten und Neuronen Angiotensin-konvertierendes Enzym 2 exprimieren. Anschließend setzten sie die Zellen einer Kopie von SARS-CoV-2 aus, die so modifiziert wurde, dass sie für Forscher sicher ist. Studien bestätigten, dass sowohl Astrozyten als auch Neuronen ACE2-Rezeptoren exprimieren und dass beide Zelltypen mit SARS-CoV-2 infiziert werden können, obwohl Astrozyten weniger wahrscheinlich infiziert waren.

Ein Astrozyt, der mit einer modifizierten Version von SARS-CoV-2 infiziert ist. Das Virus wurde modifiziert, um nach erfolgreicher Infektion ein grün fluoreszierendes Protein zu exprimieren. Proximale (nicht sichtbare) Astrozyten wurden nicht infiziert. Bildnachweis: Ricardo Costa, LSUHS

Astrozyten sind das Haupttor zum Gehirn und für den Transport von Nährstoffen aus dem Blutkreislauf zu den Nervenzellen verantwortlich, während schädliche Partikel ferngehalten werden. Durch die Bekämpfung von Infektionen können Astrozyten dazu beitragen, SARS-CoV-2 vom Gehirn fernzuhalten. Nach einer Infektion können sie das Virus laut den Forschern jedoch leicht auf viele Neuronen übertragen.

„Während Astrozyten eine höhere Infektionsresistenz aufweisen, scheinen Neuronen anfälliger für Infektionen zu sein“, sagte Costa. Dies weist darauf hin, dass die Infektion nur weniger Astrozyten ausreichen könnte, damit sich die Infektion schnell auf Neuronen ausbreitet und sich schnell vermehrt. Diese Beobachtungen können erklären, warum einige Patienten keine neurologischen Symptome haben, andere jedoch schwere Symptome zu haben scheinen. „

Soziologie: Experimentelle Biologie 2021