Исследовательская группа обнаружила, что тот же самый ген ApoE4, который увеличивает риск развития болезни Альцгеймера, ответственен за тяжесть протекания COVID-19. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Stem Cell.
«Наше исследование обнаружило причинно-следственную связь между фактором риска болезни Альцгеймера ApoE4 и COVID-19 и объясняет, почему у некоторых (например, носителей ApoE4), но не у всех пациентов с COVID-19 проявляются неврологические симптомы», — сказал Яньхун Ши (Yanhong Shi), соавтор исследования. «Понимание того, как факторы риска нейродегенеративных заболеваний влияют на восприимчивость и тяжесть COVID-19, поможет нам лучше справиться с COVID-19 и его потенциальными долгосрочными последствиями у различных популяций пациентов».
Первый этап исследования
В начале исследования команда интересовалась влиянием SARS-CoV-2 на головной мозг. Из-за того, что пациенты с COVID-19 зачастую теряют обоняние и вкус, ученые предположили, что вирус оказывает неврологическое действие. Исследователи впервые создали клетки головного мозга в лаборатории, используя плюрипотентные стволовые клетки, представляющие разновидность стволовых клеток, которые могут стать практически любым типом клеток. Вновь созданные нейроны и астроциты, тип клеток-помощников, были затем инфицированы SARS-CoV-2. Ученые обнаружили, что оба типа клеток восприимчивы к инфекции.
Второй этап исследования
Затем команда использовала плюрипотентные стволовые клетки для создания органоидов мозга, которые представляют собой трехмерные модели тканей, имитирующие определенные особенности человеческого мозга. Они создали одну органическую модель, которая содержала астроциты, и одну без них. Они заразили вирусом оба органоидных типа мозга и обнаружили, что те, у кого были астроциты, усиливали инфекцию SARS-CoV-2.
ApoE4 и SARS-CoV-2
Исследователи продолжили изучение влияния ApoE4 на восприимчивость к SARS-CoV-2. Ученые вывели нейроны из плюрипотентных стволовых клеток, «перепрограммированных» из клеток пациента с болезнью Альцгеймера, которые содержали ApoE4. Используя редактирование генов, команда модифицировала некоторые из созданных клеток ApoE4 так, чтобы они содержали ApoE3, который является типом гена, который считается нейтральным. Затем плюрипотентные стволовые клетки ApoE3 и ApoE4 использовались для генерации нейронов и астроцитов.
Нейроны и астроциты с ApoE4 показали более высокую восприимчивость к инфекции SARS-CoV-2 по сравнению с нейтральными нейронами с ApoE3 и астроцитами. Более того, хотя вирус вызывал повреждение как нейронов ApoE3, так и нейронов ApoE4, он оказывал сильное воздействие на нейроны ApoE4 и на астроциты с ApoE4 по сравнению с нейронами с ApoE3 и астроцитами.
В последней части исследования ученые проверили, подавляет ли противовирусный препарат ремдесивир вирусную инфекцию в нейронах и астроцитах. Ученые обнаружили, что препарат способен успешно снижать уровень вируса в астроцитах и предотвращать гибель клеток. Противовирусный препарат также был способен спасать нейроны от нейродегенерации.
Какие планы на будущее?
Следующий шаг — продолжить изучение эффектов вируса, чтобы лучше понять роль ApoE4 в неврологических проявлениях COVID-19. Многие пациенты, инфицированные COVID-19, выздоровели, но долгосрочные неврологические эффекты, такие как сильные головные боли, все еще наблюдаются спустя месяцы.
«COVID-19 — это сложное заболевание, и мы начинаем понимать факторы риска, связанные с проявлением тяжелой формы заболевания», — заявляет Вайтилингараджа Арумугасвами (Vaithilingaraja Arumugaswami) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «Наше клеточное исследование дает возможное объяснение того, почему люди с болезнью Альцгеймера подвергаются повышенному риску развития более тяжелых симптомов COVID-19».
Авторы другого исследования выяснили, что вызывает «мозговой туман» у людей с COVID-19.
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
