Мозок під прицілом коронавірусу: сенсаційні дослідження вчених та етична дилема

У ранні тижні епідемії коронавірусу вчені та лікарі у відділах неврології постали перед етичною проблемою: чи варто видаляти та досліджувати мозок тих, хто помер від COVID-19 для подальшого аналізу впливу вірусу? Дехто вагався, але інші пішли вперед, пише Washington Post. 

Читайте ще Порушення слуху і мікротромби: чим небезпечний Delta-варіант коронавірусу

Етика та секрети 

Команда, що проводить аутопсії з Колумбійського Університету в Нью-Йорку була серед тих, хто спочатку вагався.

Розрізання кісток створює пил, а рекомендації Центру по контролю та профілактиці інфекційних хвороб (CDC) були однозначні. Частинки від аутопсії, які потрапили у повітря, теж можуть бути інфекційно заразними.

Але оскільки все більше людей потрапляло до лікарень і більше почало помирати, дослідники вирішили "зробити все, що в наших силах, щоб збирати мозкову тканину".

Аутопсія мозку викликала етичну дилему / Фото NYT

Отже, у березні 2020 року в ізольованій кімнаті команда з Колумбійського Університету взяла мозок у померлого від коронавірусу пацієнта. А потім – ще у кількох. Практика набула поширення у світі, навіть не зважаючи на рекомендації не робити таких аутопсій (як в Німеччині).

Дослідники шукали зони ураження та сам вірус SARS-CoV-2 або його сліди. На початку пандемії розуміння, як він впливає на нервову систему, майже не було. Ця тема залишалася містичною. Хворі повідомляли про візуальні та аудіальні симптоми (проблеми із зором та слухом – 24), запаморочення, відчуття поколювання. 

Серед найвідоміших симптомів – втрата смаку та нюху або їхнє спотворення. Це могло продовжуватися місяцями після нібито повного одужання.

Дехто повідомляв про "туман мозку", але наразі не факт, що він пов'язаний саме з коронавірусом. Це не є специфічним його симптомом, як пояснює в інтерв'ю Ліга.Life неврологиня Олександра Щебет. Що конкретно під ним криється, ще треба досліджувати, вказує вона.

Ендрю Джозефсон, голова неврології в Університеті Каліфорнії в Сан-Франциско, упевнений: вірус спричинює проблеми, навіть не напряму. "Ми зараз упевнені, що там є щось неврологічне, гостре та ні", – сказав він Washington Post.

Він підозрює, що вірус може діяти як простий герпес. Інколи, це виливається у небезпечний набряк мозку – енцефаліт. Який, своєю чергою, здатен запускати аутоімунну атаку (коли імунна система не захищає, а атакує свій же організм – 24). 

Актуально Пояснили, чому не всі люди хворіють на коронавірус

"Чудова аналогія. Початкова вірусна інфекція, відповідь з боку антитіл і в результаті – стійкі нервово-психічні проблеми", – резюмує Джозефсон. 

Полювання на вірус у мозку 

Більшість коронавірусних інфекцій починаються так: хтось один вдихає патогенні мікроорганізми разом з мікроскопічними крапельками рідини. Яку хтось інший виділив при кашлі, чханні чи навіть розмові. Вони можуть бути меншими за ніздрі у тисячі разів.

Опинившись всередині, коронавірус використовує свій шип з S-білком, щоб приєднатися до рецептора ACE-2 та отримати доступ до клітин носогорла. В мутованих версіях коронавірусу зв'язок слабший, але більш стабільний. Шип більше не розпадається занадто рано (раніше, його ефективність складала близько 50%). 

Наразі, вчені вважають, що вірусу в мозку або немає або дуже мало/ Графіка Promega Connections

ACE-2 є на поверхні багатьох клітин у дихальних шляхах людини. Вірус використовує білок шипу як ключ, щоб відмикати клітини. У носогорлі, вони особливо вразливі до цього. Поява вірусу у її верхній частині (слизовій оболонці носу) можливо, провокує зникнення нюху. Вона розташована під так званою етмоїдною кісткою. 

В лабораторії, вірус міг проникати у нейрони або мозкові клітини під час їхнього культивування. Також досліди показали його здатність атакувати органоїди – крихітні, тривимірні тканинні культури, які проростають зі стовбурових клітин (а вони відомі здатністю перетворюватись на будь-який клітинний тип – 24). 

Зверніть увагу Коронавірус COVID-19 може призвести до паралічу

Органоїди мають вигляд органів людини, але дуже маленьких – від ширини волосу до 5 мм. Вони є і для мозку, використовуються для реплікації його тканини та структури. В теорії так, мозок вразливий до атаки SARS-CoV-2. Але те, що відбувається у чашці Петрі, не обов'язково повториться в організмі. 

Мозкові органоїди / Фото Quanta Magazine

"Якщо чесно, я не впевнений, що це каже нам багато про те, що відбувається у мозку хворих на цей вірус", – сказав WP невропатолог Джеймс Голдман з Колумбійського університету. Як Голдман та його колеги писали у журналі Brain, "під час аутопсії мозку, вірусні протеїни не були знайдені".

Майже не було і вірусної РНК. Дослідник з команди Пітер Кенолл зробив припущення, що "зловлений" генетичний матеріал вірусу прийшов з мембрани, яка оточує орган, а не з нього самого.

Це, а також інші дослідження, свідчать про те, що великого об'єму вірусу у мозку померлих не було,
– пояснила Washington Post провідна авторка статті Кіран Такур.

В клініці Шаріте, після вивчення 100 пацієнтів, дійшли до такого самого висновку: вірусу достатньо у носогорлі, але мало – глибше (стаття у Nature Neuroscience). "Його кількість падає чим далі ви підіймаєтесь до мозку", йдеться в аналізі. Втім, Такур підкреслює: наявні нині дані дозволяють сказати, що "вірус не потрапляє, не поширюється та не заражає" головний мозок. 

Заподіяна шкода 

Мозок людей хворих на коронавірус все ж таки страждає, хай там вірусу і дуже мало. Це доводять результати аутопсії померлих від коронавірусної хвороби.

Дослідники в Колумбійському університеті, аналізуючи тонкі зрізи мозкової тканини, виявили два основних наслідки:

• Перша проблема: інфаркти та закупорення судин. Це було виявлено у сірій речовині мозку. "Згусток крові в судинах повністю зупиняє кровотік. А отже і насичення киснем всього організму поза межами тромбу", – пояснює Голдман. Без кисню тканини відмирають. Якщо дивитися через мікроскоп, то картина безрадісна: тромби оточені мотлохом з майже відмерлих клітин. З пошкоджених судин виливалися еритроцити (червоні кров'яні тільця – 24). 
• Друга проблема: рої імунних клітин, які називаються мікроглії. Вони з'являлися у мозковому стовбурі, мозочку та інших областях і часто роїлися навколо мертвих або відмираючих нейронів. Такі рої "атакують та їдять нейрони", сказав Кенолл.

Як це виглядає Мозок схожий на яєчка більше, ніж на будь-який інший орган

Мікроглії відіграють велику роль у захисті нервової системи / Графіка BBR Foundation

Коли мікроглій багато, вони об'єднуються у вузли, сигналізуючи про запалення в одному конкретному місці. Цікаво, що в оточуючих нейронах вірусу не було. Втім, кажуть дослідники та медики, при енцефаліті все виглядає ще гірше. Якщо мікроглії не провокувати, вони так не діють.

"Щось спонукає їх це робити", – сказала WP імунологиня Лена Аль-Харті, яка вивчає в Університеті Раша в Чикаго як ВІЛ впливає на ЦНС. Тригер досі невідомий. За словами Аль-Харті, це може бути аутоімунна реакція (про що йшлося вище, на початку статті – 24).

Щоправда, є суттєва різниця: без лікування, ВІЛ пригнічує імунітет, поки не переходить у стадію СНІДу (синдрому набутого імунодефіциту людини – 24). У випадку з COVID-19, ми навпаки, маємо "імунну систему на стероїдах".

Вона призводить до гіперреакції, вивільнення аутоантитіл (вони завдають шкоди власним клітинам – 24). Ці антитіла знаходили у мозку та лікворі (спинномозкова рідина – 24) померлих від важкої форми коронавірусу в реанімації.

Невідомо, чи з'являються вони у хворих на середню та легку форму. Для цього зараз досліджують пацієнтів, які одужали від COVID-19, але згодом все одно померли від інших хвороб (до прикладу, легенів). Так виявляються аналогії з важким перебігом ковіду. 

Подальші дослідження

COVID-19 вивчали всі та з нечуваною інтенсивністю. Такого не було навіть під час сезонних епідемій грипу. Тож для неврології це відкриває великі можливості досліджень, буквально "вчитися з мозку". Частину тіла між носовою порожниною та мозком досліджували нечасто.

Вчені також використовували інструменти, які зазвичай там не використовуються. Великі дослідження на популяції – наступний крок, але він може зайняти роки. Просування вже є: створений Консорціум хіміосенсорних досліджень з більш ніж 500 членами. Він аналізує причини та наслідки втрати нюху. 

​Це цікаво Нервові клітини вміють визначати, що ми їмо

Неврологи теж долучилися: Андреа Троксель, професорка кафедри охорони здоров'я населення – разом з колегами з Медичної школи імені Гросмана в Нью-Йорку – отримали державне фінансування на 4 роки для проєкту "НейроКОВІД". Він має привідкрити таємниці хвороби у цій галузі медицини. Мають бути створені біобанк зразків тканин, а також бази даних. 

Дослідження кажуть, що після ковіду 1 з 3 людей мають супутні проблеми / Скриншот Health Magazine

Інші лікарі часто чули, навіть від молодих пацієнтів, що "мій мозок не працює, як раніше" після легкої форми коронавірусу. Вони припускають, що симптоми не викликані перепадами настрою або депресією. Джоанна Хеллмут – когнітивна неврологиня Центру пам'яті та старіння UCSF – помічала схожі патерни після інших коронавірусів. 

"SARS та MERS мали схожі неврологічні проблеми. Ми вступили у цю пандемію, добре розуміючи це", – пояснила вона, вказуючи на епідемії 2003 та 2013 роках. Якщо зараз буде недостатньо досліджень, "клініцисти будуть погано підготовлені до наступної пандемії", наголошує вона.