Мутация на шиповия протеин на вируса, който причинява COVID-19, може да му помогне да зарази мозъка, като го принуди да използва клетъчна „задна врата“.
Ново проучване при мишки показва, че мутация на шиповия протеин може да помогне на SARS-CoV-2 да зарази мозъка по-добре. (Кредит за изображение: KATERYNA KON/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Getty Images)
SARS-CoV-2, вирусът, който причинява COVID-19, може са предпочете да използва „задна врата“ в клетките, за да зарази мозъка, предполага ново проучване върху мишки.
Откритието може отчасти да обясни защо много хора имат неврологични симптоми като умора, замаяност, мозъчна мъгла или загуба на обоняние или вкус по време или след пристъп на вируса. Учените мислят, че тези симптоми могат да възникнат, когато SARS-CoV-2 навлезе в централната нервна система, но как и защо вирусът се придвижва от дихателните пътища към мозъка не беше ясно досега.
В статия, публикувана на авг. 23 в списанието Nature Microbiology, изследователите откриха мутации в шиповия протеин на вируса, който той използва, за да навлезе в човешки клетки чрез свързване с молекула, наречена ACE2, на повърхността на клетките.
„Шиповият протеин на SARS-CoV-2 покрива външната страна на вируса и му позволява да навлезе в клетката“, каза съавторът на изследването Джуд Хултквист, асистент по инфекциозни болести в Северозападния университет в Чикаго, пред Live Science в имейл. „Обикновено вирусът може да навлезе в клетката по два начина: или на повърхността на клетката (през предната врата), или вътрешно, след като бъде поет в клетката (през задната врата).“
Част от шиповия протеин, наречен място за разцепване на фурин, помага на вируса да навлезе през входната врата. Ако това място е мутирало или премахнато, вирусът може да използва само задната врата.
„Клетките в горните дихателни пътища и белите дробове са силно податливи на SARS-CoV-2, който може да навлезе в тези клетки през предната и задната врата“, казва Хултквист. „За да достигне и да се репликира успешно в мозъка, изглежда, че вирусът трябва да влезе през задната врата. Изтриването на мястото на разцепване на фурин прави по-вероятно вирусът да използва този път – и по-вероятно да зарази мозъчните клетки.“
За да проучат това, изследователите са използвали генетично модифицирани мишки, чиито клетки произвеждат човешки ACE2. След като заразили тези мишки със SARS-CoV-2, те взели вирусни проби от белодробна и мозъчна тъкан и секвенирали вирусните геноми.
„Открихме, че мишки, заразени с нормален SARS-CoV-2, са имали някаква инфекция в мозъка, но е имало много повече заразени клетки, когато вирусът е имал мутация в мястото на разцепване на фурин“, казва Хултквист. Въпреки че все още не е възможно да се каже дали тези заразени клетки са отговорни за неврологичните симптоми на COVID-19, Хултквист и колегите му са забелязали високи нива на инфекция в клетките на хипокампуса и премоторния кортекс, които са свързани съответно с паметта и движението.
Проучването обаче е направено само при мишки, така че са необходими повече изследвания, за да се установи дали SARS-CoV-2 има подобни изисквания за заразяване на човешкия мозък.
„Важно е да проследим това проучване с вземане на проби от хора, за да видим дали същите мутации са открити при хората, както при мишките“, казва Матю Фрийман, професор по микробиология и имунология от университета в Мериленд, който не е участвал в изследването, пред Live Science . „Тъй като изследователите се насочват към невронално възпаление за терапия срещу симптоми на дълги COVID-19, разбирането как вирусът се възпроизвежда там на първо място е от решаващо значение.“
Джуд Хултквист също иска да знае повече за това защо мутациите на мястото на разцепване на фурин правят вируса по-вероятно да навлезе в мозъка. „Ние показваме в проучването, че обикновено SARS-CoV-2 може да се репликира в мозъка, ако се инжектира директно, което предполага, че загубата на мястото на разцепване на фурин е важно за пътуването до мозъка“. „Как точно работи това остава загадка.“
Въпреки това, това изследване може да постави основите за лечение на неврологичните ефекти на COVID-19.
„Знаейки, че вирусът се нуждае от задната врата, за да зарази мозъка, предоставя уникални възможности да го спрем“, казва Хултквист. „Малките молекули, които блокират този път, могат да бъдат особено ефективни за предотвратяване на инфекция на мозъка и усложненията, които възникват. Следващото предизвикателство ще бъде да разберем не само кои лекарства могат да направят това най-добре, но и кои могат да стигнат до мозъкът.”
Източник за статията
SARS-CoV-2, вирусът, който причинява COVID-19, може са предпочете да използва „задна врата“ в клетките, за да зарази мозъка, предполага ново проучване върху мишки.
Откритието може отчасти да обясни защо много хора имат неврологични симптоми като умора, замаяност, мозъчна мъгла или загуба на обоняние или вкус по време или след пристъп на вируса. Учените мислят, че тези симптоми могат да възникнат, когато SARS-CoV-2 навлезе в централната нервна система, но как и защо вирусът се придвижва от дихателните пътища към мозъка не беше ясно досега.
В статия, публикувана на авг. 23 в списанието Nature Microbiology, изследователите откриха мутации в шиповия протеин на вируса, който той използва, за да навлезе в човешки клетки чрез свързване с молекула, наречена ACE2, на повърхността на клетките.
„Шиповият протеин на SARS-CoV-2 покрива външната страна на вируса и му позволява да навлезе в клетката“, каза съавторът на изследването Джуд Хултквист, асистент по инфекциозни болести в Северозападния университет в Чикаго, пред Live Science в имейл. „Обикновено вирусът може да навлезе в клетката по два начина: или на повърхността на клетката (през предната врата), или вътрешно, след като бъде поет в клетката (през задната врата).“
Част от шиповия протеин, наречен място за разцепване на фурин, помага на вируса да навлезе през входната врата. Ако това място е мутирало или премахнато, вирусът може да използва само задната врата.
„Клетките в горните дихателни пътища и белите дробове са силно податливи на SARS-CoV-2, който може да навлезе в тези клетки през предната и задната врата“, казва Хултквист. „За да достигне и да се репликира успешно в мозъка, изглежда, че вирусът трябва да влезе през задната врата. Изтриването на мястото на разцепване на фурин прави по-вероятно вирусът да използва този път – и по-вероятно да зарази мозъчните клетки.“
За да проучат това, изследователите са използвали генетично модифицирани мишки, чиито клетки произвеждат човешки ACE2. След като заразили тези мишки със SARS-CoV-2, те взели вирусни проби от белодробна и мозъчна тъкан и секвенирали вирусните геноми.
„Открихме, че мишки, заразени с нормален SARS-CoV-2, са имали някаква инфекция в мозъка, но е имало много повече заразени клетки, когато вирусът е имал мутация в мястото на разцепване на фурин“, казва Хултквист. Въпреки че все още не е възможно да се каже дали тези заразени клетки са отговорни за неврологичните симптоми на COVID-19, Хултквист и колегите му са забелязали високи нива на инфекция в клетките на хипокампуса и премоторния кортекс, които са свързани съответно с паметта и движението.
Проучването обаче е направено само при мишки, така че са необходими повече изследвания, за да се установи дали SARS-CoV-2 има подобни изисквания за заразяване на човешкия мозък.
„Важно е да проследим това проучване с вземане на проби от хора, за да видим дали същите мутации са открити при хората, както при мишките“, казва Матю Фрийман, професор по микробиология и имунология от университета в Мериленд, който не е участвал в изследването, пред Live Science . „Тъй като изследователите се насочват към невронално възпаление за терапия срещу симптоми на дълги COVID-19, разбирането как вирусът се възпроизвежда там на първо място е от решаващо значение.“
Джуд Хултквист също иска да знае повече за това защо мутациите на мястото на разцепване на фурин правят вируса по-вероятно да навлезе в мозъка. „Ние показваме в проучването, че обикновено SARS-CoV-2 може да се репликира в мозъка, ако се инжектира директно, което предполага, че загубата на мястото на разцепване на фурин е важно за пътуването до мозъка“. „Как точно работи това остава загадка.“
Въпреки това, това изследване може да постави основите за лечение на неврологичните ефекти на COVID-19.
„Знаейки, че вирусът се нуждае от задната врата, за да зарази мозъка, предоставя уникални възможности да го спрем“, казва Хултквист. „Малките молекули, които блокират този път, могат да бъдат особено ефективни за предотвратяване на инфекция на мозъка и усложненията, които възникват. Следващото предизвикателство ще бъде да разберем не само кои лекарства могат да направят това най-добре, но и кои могат да стигнат до мозъкът.”
Източник за статията
Tags:
Новини
Точка за Грифиндор!
ОтговорИзтриване