Un nuovo studio ammette che COVID-19 può infettare le cellule cerebrali

Il coronavirus che causa il COVID-19 a volte può dirottare le cellule cerebrali, utilizzando il meccanismo interno delle cellule per copiare se stesso, secondo un nuovo studio.

La ricerca, pubblicata l'8 settembre nel database di prestampa bioRxiv, non è stato ancora pubblicato in una rivista peer-reviewed, ma fornisce la prova che SARS-CoV-2 può infettare direttamente le cellule cerebrali chiamate neuroni. Sebbene il coronavirus sia stato collegato a varie forme di danno cerebrale, da infiammazione mortale a malattie del cervello note come encefalopatie, che possono causare confusione, annebbiamento del cervello e delirio, fino ad ora c'erano poche prove che il virus stesso invadesse il tessuto cerebrale.

“Stiamo attivamente esaminando più tessuti dei pazienti per essere in grado di trovare la frequenza con cui tali cervello si verificano infezioni ... e quali sintomi sono correlati all'infezione di quali aree del cervello ", ha detto a WordsSideKick.com in una e-mail a WordsSideKick.com l'autore senior Akiko Iwasaki, immunologo dell'Università di Yale. Inoltre, gli scienziati devono ancora capire come il virus penetra nel cervello in primo luogo e se può essere tenuto fuori dal cervello, hanno osservato gli autori nel loro rapporto.

Umani, topi e mini-cervelli

Per vedere se SARS-CoV-2 potesse penetrare nelle cellule cerebrali, gli autori dello studio hanno esaminato il tessuto cerebrale sottoposto ad autopsia di tre pazienti deceduti a causa di COVID-19. Hanno anche condotto esperimenti su topi infettati con COVID-19 e su organoidi, gruppi di cellule coltivate in un piatto da laboratorio per imitare la struttura 3D del tessuto cerebrale.

"Questo studio è il primo a fare un'analisi approfondita dell'infezione [cervello] da SARS-CoV-2 utilizzando tre modelli", ha detto la dottoressa Maria Nagel, professore di neurologia e oftalmologia presso la University of Colorado School of Medicine, che non era coinvolti nello studio. In precedenza, c'erano solo "casi rari" di SARS-CoV-2 RNA e particelle virali trovate nel tessuto post mortem dei pazienti, Nagel, specializzato in neurovirologia, ha detto a WordsSideKick.com in una e-mail.

Negli organoidi, il team ha scoperto che il virus potrebbe entrare nei neuroni attraverso il recettore ACE2, una proteina sulla superficie cellulare che il virus utilizza per entrare nella cellula e innescare l'infezione. Hanno quindi utilizzato un microscopio elettronico, che utilizza fasci di particelle cariche per illuminare il tessuto, per scrutare all'interno delle cellule infette. Potevano vedere Coronavirus particelle che "germogliano" all'interno della cellula, dimostrando che il virus aveva requisito i meccanismi interni dei neuroni per costruire nuove copie di se stesso.

Durante la creazione di un negozio nelle cellule infette, il virus ha anche causato cambiamenti metabolici nei neuroni vicini, che non erano infetti. Queste cellule vicine sono morte in gran numero, suggerendo che le cellule infette potrebbero rubare ossigeno ai loro vicini per continuare a produrre nuovo virus, hanno osservato gli autori.

"Non sappiamo se eventi simili si stanno verificando in persone infette", anche se ci sono alcune prove che potrebbero essere, ha osservato Iwasaki. Nel tessuto sottoposto ad autopsia, il team ha scoperto che SARS-CoV-2 aveva infettato alcuni neuroni nella corteccia cerebrale rugosa. Vicino a queste cellule infette, hanno trovato prove di "piccoli colpi" che hanno avuto luogo, suggerendo che il virus potrebbe rubare ossigeno dalle cellule vicine nel cervello proprio come ha fatto negli organoidi, ha detto Iwasaki.

In particolare, il tessuto cerebrale infetto non è stato inondato di cellule immunitarie, come ci si poteva aspettare. Quando il virus Zika o il virus della rabbia invade il cervello, un gran numero di cellule immunitarie di solito segue, hanno osservato gli autori. Quindi è possibile che quando SARS-CoV-2 riesce a infiltrarsi nel cervello, possa in qualche modo sfuggire alla tipica difesa del corpo contro tali invasioni. Non è ancora noto come questa insolita risposta immunitaria possa influenzare il decorso dell'infezione, ma potrebbe rendere più difficile l'eliminazione del virus dal cervello. E anche se poche cellule immunitarie si riversano sul sito dell'infezione, i neuroni morenti nelle vicinanze possono innescare una reazione a catena nel sistema nervoso che porta ancora a infiammazioni dannose, hanno osservato gli autori.

Infine, negli esperimenti sui topi, gli autori hanno modificato geneticamente un gruppo di topi per esprimere i recettori ACE2 umani nel cervello, mentre un altro gruppo di topi portava il recettore solo nei polmoni. Il primo gruppo di topi ha iniziato rapidamente a perdere peso ed è morto entro sei giorni, mentre il secondo gruppo non ha perso peso ed è sopravvissuto. Inoltre, nei topi con infezione cerebrale, la disposizione dei vasi sanguigni nel cervello è cambiata radicalmente, presumibilmente per reindirizzare il sangue ricco di nutrienti verso "punti caldi metabolicamente attivi" dove il virus aveva preso il sopravvento, hanno scritto gli autori.

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