Как иммунитет повреждает мозг при COVID-19

Исследователи из Национального института неврологических расстройств и инсульта (NINDS) описали изменения мозга, вызванные иммунным ответом на коронавирусную инфекцию, которые привели к смерти пациентов. Ранее эта команда ученых показала, что у умерших от коронавируса пациентов при вскрытии наблюдается повреждение кровеносных сосудов и воспаление в мозге, но причина повреждения не была ясна. Самого вируса в мозге пациентов обнаружено не было.

В новой работе с помощью иммуногистохимии ученые проанализировали образцы тканей мозга девяти человек (от 24 до 73 лет) из прошлого исследования, которые внезапно умерли после заражения вирусом во время первой волны пандемии с марта по июль 2020 года. У всех инфекция длилась недолго и у некоторых из них на момент смерти было минимальное поражение легких. При вскрытии у пациентов были обнаружены признаки многоочагового повреждения кровеносных сосудов в головном мозге. Авторы изучили нейровоспаление и иммунные реакции в образцах тканей мозга этих людей и сравнили их с десятью контрольными образцами.

Исследователи наблюдали негерметичность сосудов мозга: в них присутствовали белки крови, в норме не преодолевающие гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). В просветах сосудов были обнаружены агрегаты тромбоцитов и микротромбы, прикрепленные к эндотелиальным клеткам.

Оказалось, что антитела, которые иммунная система вырабатывает в ответ на вирус, атакуют эндотелиальные клетки, выстилающие кровеносные сосуды головного мозга и формирующие гематоэнцефалический барьер. Иммунные комплексы антиген-антитело были обнаружены на эндотелиальных клетках — это и вызвало воспаление, считают ученые.

Также авторы предположили, что антитела опосредуют атаку, которая активирует эндотелиальные клетки. Когда эндотелиальные клетки активируются, они экспрессируют специальные белки — молекулы адгезии, которые заставляют тромбоциты слипаться. В образцах ткани головного мозга пациентов с COVID-19 таких молекул адгезии было много.

Помимо этого в тканях мозга были обнаружены клеточные инфильтраты макрофагов (в основном), CD4+ Т-клеток и CD8+ Т-клеток. Эти инфильтраты были расположены преимущественно в периваскулярных областях и, скорее всего, имели отношение к утечке белков крови через нарушенный ГЭБ.

В областях с повреждением эндотелиальных клеток снизилась экспрессия более 300 генов и повысилась экспрессия шести генов. Эти гены были связаны с окислительным стрессом, повреждением ДНК и нарушением регуляции метаболизма. Возможно, именно это является причиной повреждения нейронов и неврологических симптомов, связанных с COVID-19, и может стать потенциальной терапевтической мишенью.

Однако остается неясным, на какой антиген нацелен иммунный ответ — ведь сам вирус в тканях мозга обнаружен не был. Возможно, антитела против S-белка SARS-CoV-2 могут связываться с рецептором ACE2, который вирус использует для проникновения в клетки. Для изучения этой гипотезы необходимы дополнительные исследования.

«Вполне возможно, что тот же самый иммунный ответ сохраняется у пациентов с долгим ковидом, что приводит к повреждению нейронов. Таким образом, эти открытия имеют очень важное терапевтическое значение», — прокомментировал старший автор исследования Авиндра Нат.

Подробнее про коронавирус и головной мозг — на PCR.NEWS.