Wskutek działania koronawirusa w organizmie, oprócz problemów z oddychaniem u zakażonych osób, zauważono również szereg objawów neurologicznych: bóle głowy, utratę węchu, a w najcięższych przypadkach nawet utratę przytomności i udar. Trwają badania dotyczące infekcji neuronów koronawirusem, sposobu ich zarażenia i konsekwencji dla mózgu.

Podczas międzynarodowego badania przeprowadzonego wspólnie przez Institut du Cerveau, szpital Pitié-Salpetriere w Paryżu i uniwersytet Yale w USA, naukowcy zastosowali trzy niezależne podejścia: hodowle komórek mózgowych w 3D, badanie tkanki mózgowej osób zmarłych na COVID-19 oraz mysi model zakażenia SARS-CoV-2.

Centralny układ nerwowy nie jest głównym narządem, który atakuje wirus, badanie neuropatologii u osoby z COVID-19 jest więc podwójnym wyzwaniem. Z jednej strony naukowcy nie mają technologii umożliwiającej bezpośrednie pobieranie tkanek z układu nerwowego; z drugiej strony muszą umieć odpowiedzieć na pytanie: czy infekcja neuronów jest wynikiem bezpośredniej neuroinwazji, czy też powszechnej obecności cząsteczek wirusa we krwi.

Naukowcy oparli się zatem na technice stosowanej wcześniej podczas ataku wirusa Zika. Korzystając z kultur komórek mózgowych, badali zdolność zakaźną SARS-CoV-2 w tkankach układu nerwowego. Wykonując jednokomórkowe sekwencjonowanie RNA, naukowcy odkryli, że wirus wnika do neuronów, wykorzystuje ich składniki do namnażania się i powoduje zmiany metaboliczne w zakażonych komórkach. Ale nie są one niszczone.

Chociaż wyniki te świadczą o zakażeniu neuronów SARS-CoV-2, nadal nie jest pewne, w jaki sposób wirus wnika do komórek nerwowych. Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy sięgnęli po mysi model zakażenia koronawirusem.

Kiedy człowiek zaraża się koronawirusem, dostaje się on do komórek płuc poprzez receptor komórek ACE2, Badacze z powodzeniem wykazali, że receptor ACE2 odgrywa ważną rolę w zakażaniu komórek neuronalnych.

Jakie są tego konsekwencje dla mózgu pacjentów? Naukowcy uważają, że objawy neurologiczne obserwowane u pacjentów z COVID-19 są wynikiem bezpośredniego uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego. Na modelu mysim zaobserwowali znaczącą przebudowę mózgowej sieci naczyniowej w zakażonych obszarach mózgu.

Świadczy to o związku między przenikaniem SARS-CoV-2 do neuronów (obserwowanym w hodowlach komórek mózgowych i tkankach mózgu zmarłych na Covid-19) a pojawieniem się zaburzeń w mózgu pacjentów, takich jak niedotlenienie i udar niedokrwienny (śmierć tkanki mózgowej).

Potrzebne są dalsze badania, aby potwierdzić ten związek między zmianami metabolicznymi w zakażonych komórkach a objawami neurologicznymi zgłaszanymi przez niektórych pacjentów z COVID-19.