COVID-19, genom vilka mekanismer når coronavirus hjärnan? Vetenskaplig publikation av Charité University of Berlin i Nature Neuroscience
COVID-19 når människans hjärna via luktslemhinnan och når sedan genom relativ innervation hjärnan.
Det faktum att COVID-19 orsakar hjärnskador har varit känt under en tid, men hur det gör har hittills varit mindre tydligt.
Och slemhinnan och näsinnervationen är inte det enda sättet på vilket COVID-19 sprider sig till hjärnan: ögonen och munnen verkar följa samma vägar, även om näsan är den väg som har den högsta virusbelastningen.
En intressant vetenskaplig artikel om ämnet publicerades i Nature Neuroscience av Charité University of Berlin, som analyserade kropparna hos 33 patienter som dog av COVID-19.
COVID-19 och den mänskliga hjärnan, den intressanta artikeln i Nature Neuroscience
”Med hjälp av vävnadsprover efter slakt har ett team av forskare från Charité - Universitätsmedizin Berlin studerat de mekanismer genom vilka det nya koronaviruset kan nå hjärnan hos patienter med COVID-19, och hur immunsystemet reagerar på viruset när det gör det.
Resultaten, som visar att SARS-CoV-2 kommer in i hjärnan via nervceller i luktslemhinnan, har publicerats i Nature Neuroscience.
För första gången har forskare kunnat producera elektronmikroskopbilder av intakta koronaviruspartiklar inuti luktslemhinnan.
Det är nu erkänt att COVID-19 inte är en ren andningssjukdom.
Förutom att påverka lungorna kan SARS-CoV-2 påverka hjärt-kärlsystemet, mag-tarmkanalen och centrala nervsystemet.
Åtgärderna av COVID-19 på hjärnan: mer än en av tre patienter uppvisar förlust eller förändring av lukt eller smak, huvudvärk, trötthet, yrsel och illamående
Mer än en av tre personer med COVID-19 rapporterar neurologiska symtom som förlust av eller förändring i deras luktsinne eller smak, huvudvärk, trötthet, yrsel och illamående.
Hos vissa patienter kan sjukdomen till och med leda till stroke eller andra allvarliga tillstånd.
Hittills hade forskare misstänkt att dessa manifestationer måste orsakas av att viruset tränger in och infekterar specifika celler i hjärnan.
Men hur kommer SARS-CoV-2 dit?
Under gemensamt ledarskap av Dr. Helena Radbruch från Charités avdelning för neuropatologi och avdelningens chef, professor Dr Frank Heppner, har ett tvärvetenskapligt forskargrupp nu spårat hur viruset kommer in i centrala nervsystemet och därefter invaderar hjärnan.
Som en del av denna forskning studerade experter från neuropatologi, patologi, rättsmedicin, virologi och klinisk vård vävnadsprover från 33 patienter (medelålder 72 år) som dog på antingen Charité eller University Medical Center Göttingen efter att ha fått COVID- 19.
Med hjälp av den senaste tekniken analyserade forskarna prover som tagits från de avlidna patienternas luktslemhinnor och fyra olika hjärnregioner.
Både vävnadsproverna och distinkta celler testades med avseende på SARS-CoV-2 genetiskt material och ett "spikprotein" som finns på virusets yta.
Teamet gav bevis på viruset i olika neuroanatomiska strukturer som förbinder ögon, mun och näsa med hjärnstammen.
COVID-19-skada på hjärnan: den olfaktoriska slemhinnan avslöjade den högsta virusbelastningen
Luktslemhinnan avslöjade den högsta virusbelastningen. Med hjälp av speciella vävnadsfläckar kunde forskarna producera de allra första elektronmikroskopibilderna av intakta koronaviruspartiklar i luktslemhinnan.
Dessa hittades både inuti nervceller och i processerna som sträcker sig från närliggande stödjande (epitelceller).
Alla prover som används i denna typ av bildbaserad analys måste vara av högsta möjliga kvalitet.
För att garantera att detta var fallet såg forskarna till att alla kliniska och patologiska processer var nära anpassade och stödda av en sofistikerad infrastruktur.
"Dessa data stöder uppfattningen att SARS-CoV-2 kan använda olfaktorisk slemhinna som en hamn för inträde i hjärnan", säger professor Heppner.
Detta stöds också av den anatomiska närheten av slemhinneceller, blodkärl och nervceller i området.
"En gång inuti luktslemhinnan verkar viruset använda neuroanatomiska kopplingar, såsom luktnerven, för att nå hjärnan", tillägger neuropatologen.
”Det är dock viktigt att betona att COVID-19-patienterna som deltar i denna studie hade vad som skulle definieras som svår sjukdom, som tillhör den lilla grupp patienter där sjukdomen visar sig vara dödlig.
Det är därför inte nödvändigtvis möjligt att överföra resultaten av vår studie till fall med mild eller måttlig sjukdom. ”
Hur viruset går vidare från nervcellerna återstår att klargöra.
"Våra data tyder på att viruset rör sig från nervceller till nervceller för att nå hjärnan", förklarar Dr. Radbruch.
Hon tillägger: "Det är dock troligt att viruset också transporteras via blodkärlen, eftersom bevis på viruset också hittades i blodkärlens väggar i hjärnan."
SARS-CoV-2 är långt ifrån det enda viruset som kan nå hjärnan via vissa vägar.
"Andra exempel inkluderar herpes simplex-virus och rabiesvirus", förklarar Dr. Radbruch.
Forskare studerade också hur immunsystemet reagerar på COVID-19-infektion
Förutom att hitta bevis för aktiverade immunceller i hjärnan och luktslemhinnan, upptäckte de immunsignaturerna för dessa celler i hjärnvätskan.
I några av de undersökta fallen fann forskarna också vävnadsskador orsakade av stroke till följd av tromboembolism (dvs. obstruktion av ett blodkärl genom en blodpropp).
"I våra ögon ger närvaron av SARS-CoV-2 i nervcellerna i olfaktorisk slemhinna en bra förklaring till de neurologiska symtom som finns hos COVID-19-patienter, såsom en förlust av luktsinne eller smak", förklarar prof Heppner.
”Vi hittade också SARS-CoV-2 i områden i hjärnan som kontrollerar vitala funktioner, såsom andning.
Det kan inte uteslutas att förekomsten av viruset i dessa områden i hjärnan kommer att förvärra andningsfunktionen hos patienter med svår COVID-19, vilket kommer att förvärra andningsfunktionen, vilket ökar andningsproblemen på grund av SARS-CoV-2-infektion i lungorna . Liknande problem kan uppstå om kardiovaskulär funktion. ”
Artikel om COVID-19-infektion i hjärnan publicerad av Charité - Universitätsmedizin Berlin
s41593-020-00758-5 (1)Läs också:
Kan proteiner förutsäga hur sjuk en patient kan bli med COVID-19?
Ryssland, MEDEVAC för Alexej Navalny som flyger till Charité-sjukhuset i Tyskland