Кандидатная вакцина защитила мозг мышей от коронавируса

COVID-19 в первую очередь действует на дыхательную систему, однако многие пациенты испытывают неврологические симптомы, такие как аносмия (потеря обоняния), головная боль, головокружение, нарушения сознания, атаксия и энцефалопатия. Считалось, что эти симптомы появляются как вторичные эффекты в результате системной коронавирусной инфекции (например, гипоксемии в результате пневмонии). Однако существуют свидетельства прямого заражения центральной нервной системы (ЦНС) SARS-CoV-2, такие как нейротропизм других коронавирирусов или детекция нового коронавируса в спинномозговой жидкости пациентов с COVID-19, а также в мозге значительной части погибших людей. У пациентов отмечали присутствие биомаркеров повреждения мозга.

В настоящее время неизвестно, могут ли существующие вакцины предотвратить распространение вируса в другие области тела, включая ЦНС, или защитить мозг от повреждения. Испанские исследователи предложили свою вакцину на основе модифицированного вируса осповакцины Анкара (Modified Vaccinia Ankara, MVA) — MVA-CoV2-S. Она предотвращает тяжелое протекание заболевания, смертность, вирусную репликацию и цитокиновый шторм в легких у инфицированных трансгенных мышей. Эффективность вакцины также продемонстрировали на других животных моделях, таких как хомячки и макаки-резусы. В новой работе исследователи проверили, защищает ли MVA-CoV2-S мозг трансгенных мышей K18-hACE2 от SARS-CoV-2.

Сначала авторы охарактеризовали, как SARS-CoV-2 поражает мозг мышей. Для этого животных заражали коронавирусом, а через два, четыре и шесть дней изучили их мозг с помощью окрашивания на N-белок. Через два дня признаков заражения мозга не наблюдалось, через четыре дня у некоторых мышей была видна вирусная инфекция, в первую очередь в переднем мозге, миндалевидном теле и гипоталамусе. Через шесть дней мозг всех мышей был заражен, особенно некоторые области, такие как обонятельные луковицы, кора, миндалевидное тело, таламус, гипоталамус и средний мозг. Дополнительные исследования позволили авторам предположить, что вирус попадает в мозг, пересекая гематоэнцефалический барьер.

Вирусная репликация происходит в основном в нейронах, а не в астроглии, микроглии или сосудистом эндотелии, хотя SARS-CoV-2 детектировали и в этих клетках. Плотность нейронов в затронутых областях при этом снижается. Были выявлены признаки апоптоза найронов, а также глиоза и повреждения сосудов.

Кандидатная вакцина MVA-CoV2-S предотвращала повреждения мозга при коронавирусной инфекции. Мышам вводили одну или две дозы вакцины внутримышечно с интервалом в 28 дней, после чего инфицировали на 63-й день после первой дозы. Через четыре дня после инфекции изучили мозг. Во втором эксперименте мышей заражали дважды. Все вакцинированные мыши были защищены от повреждения мозга. У них также не было детектировано присутствие коронавируса в мозге или признаков повышения апоптоза.

Таким образом, ученые показали, что у трансгенных мышей K18-hACE2 репликация SARS-CoV-2 в мозге происходит преимущественно в нейронах, начиная между вторым и четвертым днем после инфекции. В первую очередь страдают гипоталамус, миндалевидное тело и базальный передний мозг. Между четвертым и шестым днем инфекция распространяется на другие области мозга. Одна или две дозы MVA-CoV2-S защищают мозг мышей от коронавируса и сопутствующего повреждения даже после повторного заражения.