Потребителски вход

Запомни ме | Регистрация
Постинг
02.10.2022 12:45 - Бразилско проучване разкрива ефектите на инфекцията със SARS-CoV-2 върху централната нервна система
Автор: ascentions Категория: Лични дневници   
Прочетен: 3892 Коментари: 0 Гласове:
1


Постингът е бил сред най-популярни в категория в Blog.bg
 Бразилско проучване, публикувано в списание PNAS , описва някои от ефектите, които инфекцията от SARS-CoV-2 може да има върху централната нервна система. Предварителна версия (все още непроверена от партньори), публикувана през 2020 г., беше една от първите, които показват, че вирусът, който причинява COVID-19, може да зарази мозъчните клетки, особено астроцитите. Освен това пробива нови позиции, като описва промени в структурата на кората, най-богатата на неврони мозъчна област, дори в случаи на лек COVID-19.

Мозъчната кора е външният слой на сивото вещество над полукълбата. Това е най-голямото място на невронна интеграция в централната нервна система и играе ключова роля в сложни функции като памет, внимание, съзнание и език.

Разследването е проведено от няколко групи в Държавния университет на Кампинас (UNICAMP) и Университета на Сао Пауло (USP), всички финансирани от FAPESP. Изследователи от Бразилската национална лаборатория по биологични науки (LNBio), Института D"Or (IDOR) и Федералния университет на Рио де Жанейро (UFRJ) също допринесоха за проучването.

„Две предишни проучвания откриха наличието на новия коронавирус в мозъка, но никой не знаеше със сигурност дали той е в кръвния поток, ендотелните клетки [ покриващи кръвоносните съдове ] или нервните клетки. Показахме за първи път, че наистина е инфектират и възпроизвеждат в астроцитите и че това може да намали жизнеспособността на невроните“, каза Даниел Мартинс-де-Суза, един от ръководителите на изследването, пред Agкncia FAPESP. Martins-de-Souza е професор в Института по биология на UNICAMP и изследовател, свързан с IDOR.

Астроцитите са най-разпространените клетки на централната нервна система. Техните функции включват осигуряване на биохимична подкрепа и хранителни вещества за невроните; регулиране на нивата на невротрансмитери и други вещества, които могат да попречат на функционирането на невроните, като калий; поддържане на кръвно-мозъчната бариера, която предпазва мозъка от патогени и токсини; и помага за поддържане на мозъчната хомеостаза.

Инфекцията на астроцитите беше потвърдена чрез експерименти с мозъчна тъкан от 26 пациенти, починали от COVID-19. Тъканните проби са събрани по време на аутопсии, извършени с помощта на минимално инвазивни процедури от Александър Фабро, патолог и професор в Медицинското училище Рибейрао Прето (FMRP-USP) на университета в Сао Пауло. Анализът беше координиран от Thiago Cunha, също професор в FMRP-USP и член на Центъра за изследване на възпалителните заболявания (CRID).

Изследователите са използвали техника, известна като имунохистохимия, процес на оцветяване, при който антителата действат като маркери на вирусни антигени или други компоненти на анализираната тъкан. „Например, можем да вмъкнем едно антитяло в пробата, за да превърнем астроцитите в червено при свързване с тях, друго, за да маркираме шиповия протеин на SARS-CoV-2, като го направим зелен, и трето, за да подчертаем двойноверижната РНК на вируса, който се появява само по време на репликация, като го превърне в магента", обясни Мартинс-де-Суза. „Когато изображенията, получени по време на експеримента, бяха насложени, и трите цвята се появиха едновременно само в астроцитите.“

Според Куня наличието на вируса е потвърдено в пет от 26-те анализирани проби. Промени, предполагащи възможно увреждане на централната нервна система, също бяха открити в тези пет проби.

„Наблюдавахме признаци на некроза и възпаление, като оток [ подуване, причинено от натрупване на течност ], невронни лезии и възпалителни клетъчни инфилтрати“, каза той.

Капацитетът на SARS-CoV-2 да заразява мозъчната тъкан и предпочитанията му към астроцитите бяха потвърдени от Адриано Себолела и неговата група във FMRP-USP, използвайки метода на мозъчни срезови култури, експериментален модел, при който човешка мозъчна тъкан, получена по време на операция за лечение на неврологични заболявания като лекарствено рефрактерна епилепсия, например, се култивира in vitro и се заразява с вируса.

Постоянни симптоми
В друга част от изследването, проведено в Училището по медицински науки (FCM) на UNICAMP, 81 доброволци, които са се възстановили от лек COVID-19, са били подложени на магнитен резонанс (MRI) на мозъците им. Тези сканирания са извършени средно 60 дни след диагностичния тест. Една трета от участниците все още са имали неврологични или невропсихиатрични симптоми по това време. Те се оплакват най-вече от главоболие (40%), умора (40%), промени в паметта (30%), тревожност (28%), загуба на обоняние (28%), депресия (20%), дневна сънливост (25%), загуба на вкус (16%) и ниско либидо (14%).

„Публикувахме връзка за хората, които се интересуват от участие в изпитването, за да се регистрират и бяхме изненадани да получим повече от 200 доброволци само за няколко дни. Много от тях бяха полисимптомни, с много различни оплаквания. В допълнение към прегледа за невроизображение, те са се оценяват неврологично и се правят стандартизирани тестове за измерване на ефективността на когнитивните функции като памет, внимание и умствена гъвкавост. В статията представяме първоначалните резултати", каза Клариса Ясуда, професор и член на Бразилския изследователски институт за невронауки и невротехнологии ( БРЕЙН).

В проучването са включени само доброволци, диагностицирани с COVID-19 чрез RT-PCR и нехоспитализирани. Оценките са извършени след края на острата фаза и резултатите са сравнени с данни за 145 здрави неинфектирани лица.

ЯМР сканирането показа, че някои доброволци са имали намалена кортикална дебелина в някои области на мозъка в сравнение със средната стойност за контролите.

"Наблюдавахме атрофия в области, свързани, например с тревожност, един от най-честите симптоми в групата на изследването", каза Ясуда. „Като се има предвид, че разпространението на тревожните разстройства сред бразилското население е 9%, 28%, които открихме, са тревожно висок брой. Не очаквахме тези резултати при пациенти, които са имали лека форма на заболяването.“

В невропсихологичните тестове, предназначени да оценят когнитивното функциониране, доброволците също се представиха по-слабо в някои задачи в сравнение със средното за страната. Резултатите бяха коригирани спрямо възрастта, пола и образователните постижения, както и степента на умора, отчетена от всеки участник.

„Въпросът, който ни остава, е следният: тези симптоми временни или постоянни ли са? Досега установихме, че някои пациенти се подобряват, но за съжаление много продължават да изпитват промени“, каза Ясуда. „Изненадващо е, че много хора са били повторно заразени с нови варианти и някои съобщават за по-лоши симптоми, отколкото са имали след първата инфекция. С оглед на новия вирус, ние виждаме надлъжното проследяване като решаващо за разбиране на еволюцията на невропсихиатричните промени с течение на времето и това разбиране да послужи като основа за разработването на целеви терапии."

Енергийният метаболизъм е засегнат
В лабораторията по невропротеомика на IB-UNICAMP, която се ръководи от Martins-de-Souza, бяха проведени експерименти върху клетки от мозъчна тъкан на хора, починали от COVID-19 и астроцити, култивирани in vitro, за да се установи как инфекцията от SARS-CoV-2 засяга нервната система клетки от биохимична гледна точка.

Пробите от аутопсията са получени чрез сътрудничество с групата, ръководена от Пауло Салдива, професор в Медицинското училище на Университета в Сао Пауло (FM-USP). Протеомът (всички протеини, присъстващи в тъканта) е картографиран с помощта на масспектрометрия, техника, използвана за идентифициране на различни вещества в биологични проби според тяхната молекулна маса.

„Когато резултатите бяха сравнени с тези на неинфектирани субекти, беше установено, че няколко протеина с променена експресия са в изобилие в астроцитите, което потвърди резултатите, получени чрез имунохистохимия“, каза Мартинс-де-Суза. "Наблюдавахме промени в различни биохимични пътища в астроцитите, особено пътища, свързани с енергийния метаболизъм."

Свързани истории
Сърдечно възпаление след лек COVID-19 при преди това здрави хора
Нови механични прозрения за произхода на индуцираните от SARS-CoV-2 неврологични разстройства
Ефективност на анти-SARS-CoV-2 имуноадхезин срещу омикрон и други нововъзникващи варианти
Следващата стъпка беше да се повтори протеомичният анализ в култивирани астроцити, заразени в лабораторията. Астроцитите са получени от индуцирани плурипотентни стволови клетки (iPSCs). Методът се състои в препрограмиране на възрастни клетки (получени от кожа или други леснодостъпни тъкани), за да се приеме етап на плурипотентност, подобен на този на ембрионалните стволови клетки. Тази първа част беше проведена в лабораторията IDOR на Стивънс Реен, професор в UFRJ. След това екипът на Martins-de-Souza използва химически стимули, за да накара iPSC да се диференцират в нервни стволови клетки и в крайна сметка в астроцити.

„Резултатите бяха подобни на тези от анализа на тъканни проби, получени чрез аутопсия, тъй като те показаха дисфункция на енергийния метаболизъм“, каза Мартинс-де-Суза. „След това извършихме метаболомичен анализ [ фокусиран върху метаболитите, произведени от култивираните астроцити ], който доказа промени в метаболизма на глюкозата. По някаква причина заразените астроцити консумират повече глюкоза от обикновено, но въпреки това клетъчните нива на пируват и лактат, основните енергийни субстрати , намаля значително."

Лактатът е един от продуктите на метаболизма на глюкозата и астроцитите изнасят този метаболит към невроните, които го използват като източник на енергия. Анализът in vitro на изследователите показа, че нивата на лактат в средата за клетъчна култура са нормални, но намаляват вътре в клетките. "Астроцитите изглежда се стремят да поддържат енергийното снабдяване на невроните, дори ако това усилие отслабва собственото им функциониране", каза Мартинс-де-Суза.

Като резултат от този процес, функционирането на митохондриите на астроцитите (органели, произвеждащи енергия) наистина е променено, което потенциално влияе върху церебралните нива на такива невротрансмитери като глутамат, който възбужда невроните и е свързан с паметта и ученето, или гама-аминомаслена киселина (GABA), който инхибира прекомерното запалване на неврони и може да насърчи чувството на спокойствие и релаксация.

„В друг експеримент се опитахме да култивираме неврони в средата, където инфектираните астроцити са израснали преди това и измерихме по-висока от очакваната степен на клетъчна смърт. С други думи, тази културална среда, „обусловена от заразени астроцити“, отслабва жизнеспособността на невроните,“ Мартинс-де-Суза каза.

Констатациите, описани в статията, потвърждават тези от няколко публикувани преди това проучвания, сочещи възможни неврологични и невропсихиатрични прояви на COVID-19.

Резултатите от експерименти върху хамстери, проведени в Института по биологични науки (IB-USP), например, затвърждават хипотезата, че инфекцията от SARS-CoV-2 ускорява метаболизма на астроцитите и увеличава консумацията на молекули, използвани за генериране на енергия, като глюкоза и аминокиселина глутамин. Резултатите, получени от групата, ръководена от Жан Пиер Перон, показват, че тази метаболитна промяна нарушава синтеза на невротрансмитер, който играе ключова роля в комуникацията между невроните ( повече на: agencia.fapesp.br/37383/ ).

Въпроси без отговор
Според Мартинс-де-Суза в научната литература няма консенсус за това как SARS-CoV-2 достига до мозъка. "Някои експерименти с животни предполагат, че вирусът може да премине кръвно-мозъчната бариера. Има също подозрение, че инфектира обонятелния нерв и оттам нахлува в централната нервна система. Но засега това са хипотези", каза той.

Едно от откритията, разкрити в статията на PNAS, е, че вирусът не използва протеина ACE-2, за да нахлуе в клетките на централната нервна система, както прави в белите дробове. „Астроцитите нямат протеина в мембраните си. Изследванията на Flбvio Veras [ FMRP-USP ] и неговата група показват, че SARS-CoV-2 се свързва с протеина невропилин в този случай, илюстрирайки неговата гъвкавост при заразяване на различни тъкани,” Мартинс - каза де-Суза.

В лабораторията по невропротеомика на UNICAMP Martins-de-Souza анализира нервни клетки и други, засегнати от COVID-19, като адипоцити, клетки на имунната система и стомашно-чревни клетки, за да види как инфекцията променя протеома.

„Сега събираме данните, за да търсим особености и разлики в промените, причинени от вируса в тези различни тъкани. Хиляди протеини и стотици биохимични пътища могат да бъдат променени, с вариации във всеки случай. Това знание ще помогне за насочване на търсене на специфични терапии за всяка система, увредена от COVID-19“, каза той.

„Също така сравняваме протеомните разлики, наблюдавани в мозъчната тъкан на пациенти, починали от COVID-19, с протеомни разлики, които открихме през годините при пациенти с шизофрения. Симптомите и на двете състояния са доста сходни. Психозата, най-класическата признак на шизофрения, се среща и при хора с COVID-19."

Целта на изследването е да се установи дали инфекцията от SARS-CoV-2 може да доведе до дегенерация на бялото вещество в мозъка, изградено главно от глиални клетки (астроцити и микроглия) и аксони (разширения на неврони). „Наблюдавахме значително съответствие [в модела на протеомни промени], свързано с енергийния метаболизъм и глиалните протеини, които изглеждат важни както при COVID-19, така и при шизофренията. Тези открития може би могат да предоставят пряк път към лечението на психиатричните симптоми на COVID -19", замисли се Мартинс-де-Суза.

Марсело Мори, професор в IB-UNICAMP и член на Изследователския център за затлъстяване и съпътстващи заболявания (OCRC), проучването е възможно само благодарение на сътрудничеството на изследователи с разнообразен и допълващ се опит и опит. „Това показва, че първокласната конкурентна наука винаги е интердисциплинарна“, каза той. „Трудно е да се състезаваш на международно ниво, ако останеш в собствената си лаборатория, ограничавайки се до техниките, с които си запознат, и оборудването, до което имаш достъп.“

източник:
Изследователска фондация в Сао Пауло (FAPESP)

Справка в списанието:
10.1073/pnas.2200960119

https://www.news-medical.net/news/20220930/Brazilian-study-reveals-the-effects-of-SARS-CoV-2-infection-on-the-central-nervous-system.aspx?fbclid=IwAR09sti2ymwbCxz5O9aeSl-IKdJoGortSRAvSRDJBNnEXIwQM5f1pcaUuss



Гласувай:
1



Няма коментари
Търсене

За този блог
Автор: ascentions
Категория: Лични дневници
Прочетен: 672317
Постинги: 1517
Коментари: 20
Гласове: 546
Календар
«  Април, 2024  
ПВСЧПСН
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930