Ο SARS-CoV-2 μπορεί να εισέλθει στον εγκέφαλο και να επηρεάσει άμεσα τα εγκεφαλικά κύτταρα, προκαλώντας νευροφλεγμονή, σύμφωνα με τις παρατηρήσεις μίας νέας έρευνας που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Neuroscience.
Στην έρευνα, η οποία διεξήχθη σε πειραματόζωα, οι επιστήμονες έκαναν έγχυση της πρωτεΐνης ακίδας 1 (S1) σε ποντίκια και παρατήρησαν ότι η πρωτεΐνη αυτή μπορεί να διαπεράσει τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό. Στη συνέχεια, διαπιστώθηκε ότι η πρωτεΐνη μπορεί να φτάσει σε αρκετές διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου, αλλά και σε άλλα όργανα, όπως οι πνεύμονες, ο σπλήνας, το ήπαρ και οι νεφροί.
«Παρατηρήσαμε ότι η πρωτεΐνη S1, την οποία χρησιμοποιεί ο ιός για να «προσκολληθεί» στα κύτταρα, διαπερνά τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό και μας δείχνει τι μπορεί να κάνει ο ιός όταν εισέλθει στον εγκέφαλο», δήλωσε ο επικεφαλής της έρευνας William A. Banks, καθηγητής ιατρικής στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον.
«Όταν πρωτεΐνες όπως η S1 αποκολλώνται από τον ιό, μπορεί να εισέλθουν στον εγκέφαλο και να προκαλέσουν απελευθέρωση κυτταροκινών, οι οποίες με τη σειρά τους προκαλούν φλεγμονή και νευροτοξικότητα», πρόσθεσε ο ίδιος.
Νευρολογικά Συμπτώματα
Η COVID-19 έχει συνδεθεί με μία σειρά συμπτωμάτων από το κεντρικό νευρικό σύστημα, όπως για παράδειγμα η ανοσμία και η αγευσία, οι κεφαλαλγίες, η σύγχυση, το εγκεφαλικό επεισόδιο και η εγκεφαλική αιμορραγία.
Όπως φαίνεται από τα διαθέσιμα δεδομένα, ο ιός μπορεί να διαπεράσει τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό και να επηρεάσει τα κέντρα του εγκεφάλου που ευθύνονται για μία σειρά λειτουργίες του οργανισμού. Κατά συνέπεια, τα αναπνευστικά συμπτώματα που προκαλεί ο ιός ενδεχομένως αποδίδονται τόσο στις επιδράσεις του τελευταίου στους πνεύμονες όσο και στον εγκέφαλο.
Οι επιστήμονες της παρούσας μελέτης θέλησαν να εξετάσουν αν μία συγκεκριμένη πρωτεΐνη του ιού, η S1 (μία υπομονάδα της πρωτεΐνης ακίδας), μπορεί να διαπεράσει τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό ή να φτάσει σε άλλα όργανα όταν χορηγείται ενδοφλεβίως.
Όπως διαπίστωσαν, αν και τα επίπεδα της πρωτεΐνης στο αίμα περιορίζονται ταχέως, αυτή εγκαθίσταται σε άλλους ιστούς, όπως για παράδειγμα αυτοί του πνεύμονα, του σπλήνα, των νεφρών ή του ήπατος.
Μάλιστα, τα υψηλότερα επίπεδα της πρωτεΐνης ανιχνεύθηκαν στο ήπαρ, γεγονός που δείχνει ότι το σημαντικότερο κομμάτι της κάθαρσης για τη συγκεκριμένη πρωτεΐνη γίνεται στο όργανο αυτό.
Μία άλλη παρατήρηση της έρευνας ήταν το μεγαλύτερο ποσοστό της S1 στον εγκέφαλο των ποντικών είχε αποδομηθεί μέσα σε 30 λεπτά από την έγχυση. Το γεγονός αυτό δείχνει ότι αν και η πρωτεΐνη φτάνει άθικτη στον εγκέφαλο, αποδομείται ταχέως όταν βρεθεί εκεί.
Στον ίδιο χρόνο, πάνω από το 50% της ποσότητας που χορηγήθηκε, είχε ήδη διαπεράσει τα τοιχώματα των τριχοειδών του εγκεφάλου και είχε εισέλθει στο εγκεφαλικό παρέγχυμα και το διάμεσο χώρο, καθώς και σε άλλες περιοχές του εγκεφάλου.
Σοβαρότερα Συμπτώματα στους Άνδρες
Ακολούθως, οι επιστήμονες προκάλεσαν μία φλεγμονώδη κατάσταση στα ποντίκια μέσω έγχυσης ενός λιποπολυσακχαρίτη (LPS). Όπως διαπίστωσαν, η παραπάνω φλεγμονή αύξησε τα επίπεδα της S1 τόσο στον εγκέφαλο όσο και στους πνεύμονες.
Στους ανθρώπους, το ανδρικό φύλο και ο γενότυπος APOE4 αποτελούν παράγοντες κινδύνου τόσο για τη μόλυνση με τον SARS-CoV-2 όσο και για την πορεία της νόσου από COVID-19, όπως τόνισαν οι επιστήμονες. Για το λόγο αυτό θέλησαν να εξετάσουν επίσης τα επίπεδα που φτάνει η S1 μετά την ενδοφλέβια έγχυση σε αρσενικά και θηλυκά ποντίκια που είχαν τα ανθρώπινα γονίδια APOE3 και APOE4.
Όπως διαπίστωσαν, στα αρσενικά ποντίκια με το γονίδιο APOE3, τα υψηλότερα επίπεδα της S1 παρατηρήθηκαν στον οσφρητικό βολβό, το ήπαρ και τους νεφρούς, ενώ στα θηλυκά ποντίκια με το ίδιο γονίδιο, τα υψηλότερα επίπεδα εντοπίστηκαν στο σπλήνα.
Η παρατήρηση αυτή, σύμφωνα με τους επιστήμονες της έρευνας, μπορεί εν μέρει να εξηγήσει την αυξημένη ευαισθησία για τον ιό που έχει παρατηρηθεί στους άνδρες.
Εκτός από την ενδοφλέβια χορήγηση της S1, οι επιστήμονες εξέτασαν και τη ρινική. Ωστόσο, όπως διαπίστωσαν, η είσοδος της πρωτεΐνης από αυτή την οδό οδηγεί σε πολύ χαμηλότερα επίπεδα στον εγκέφαλο.
Επικίνδυνοι Μηχανισμοί
Η επιστημονική ομάδα της παρούσας μελέτης έχει ασχοληθεί στο παρελθόν με το ρόλο του αιματοεγκεφαλικού φραγμού και σε άλλες παθήσεις, όπως η νόσος Alzheimer, η παχυσαρκία, ο διαβήτης και ο ιός HIV.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, οι ιοί χρησιμοποιούν μία σειρά μηχανισμών προκειμένου να επιτύχουν το στόχο τους. Για παράδειγμα, ο SARS-CoV-2 μπορεί να προκαλεί απελευθέρωση κυτταροκινών σε άλλα σημεία του οργανισμού, οι οποίες τελικά διαπερνούν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό και φτάνουν στον εγκέφαλο.
Μπορεί επίσης να εισέρχεται ο ίδιος στον εγκέφαλο και να προκαλεί απελευθέρωση κυτταροκινών από τα εγκεφαλικά κύτταρα.
Όπως τόνισαν οι επιστήμονες, οι παρατηρήσεις τους σχετικά με την πορεία της S1 και τον τρόπο που φτάνει στον εγκέφαλο, ουσιαστικά αντανακλούν τον τρόπο που χρησιμοποιεί και ο ιός για να εισέλθει στο όργανο αυτό.
Καταλήγοντας, υποστήριξαν ότι τα αντισώματα για την S1, με την προσκόλλησή τους στον ιό, μπορούν να αποτρέψουν την είσοδο του τελευταίου στον εγκέφαλο. Κατά συνέπεια, καθώς τα εμβόλια επάγουν την παραγωγή αντισωμάτων για την S1, μπορούν να προστατεύσουν και από αυτές τις επιπλοκές του ιού.