Како ковид-19 предизвикува губење на мирис?

Овој напис е дел од континуираното покривање на медицинската школа на Харвард, медицина, биомедицинско истражување, медицинско образование и политика поврзана со пандемијата САРС-КоВ-2 и болеста ковид-19.

Привременото губење на мирис, или аносмија, е главниот невролошки симптом и еден од најраните и најчесто пријавените индикатори за ковид-19. Студиите сугерираат дека подобро ја предвидува болеста отколку другите добро познати симптоми како што се треска и кашлица, но основните механизми за губење на мирис кај пациенти со ковид-19 биле нејасни.

Сега, меѓународен тим истражувачи предводени од невролози од Медицинскиот факултет на Харвард ги идентификуваа миризливите клетки во горната носна празнина како најранливи на инфекција со САРС-КоВ-2, вирусот што предизвикува го ковид-19.

Изненадувачки, сензорните неврони кои откриваат и го пренесуваат сетилото за мирис на мозокот не спаѓаат во ранливите типови на клетки.

Известувајќи во „Science Advances“ на 24 јули, истражувачкиот тим откри дека миризливите сензорни неврони не го изразуваат генот што го кодира протеинот на рецепторот АЦЕ2, што САРС-КоВ-2 го користи за влез во човечките клетки. Наместо тоа, AЦЕ2 се изразува во клетки кои обезбедуваат метаболна и структурна поддршка на миризливи сензорни неврони, како и одредени популации на матични клетки и клетки на крвните садови.

Наодите сугерираат дека инфекцијата на типови на невронски клетки може да биде одговорна за аносмија кај пациенти со ковид-19 и да помогне во информирањето на напорите за подобро разбирање на прогресијата на болеста.

– Нашите откритија укажуваат на тоа дека новиот коронавирус го менува чувството за мирис кај пациентите не со директно инфицирање на невроните, туку со влијание врз функцијата на поддршка на клетките – рече постариот автор на студијата Сандип Роберт Дата, вонреден професор по невробиологија во „Blavatnik Institute“ на „НMS“.

Ова подразбира дека во повеќето случаи, инфекцијата со САРС-КоВ-2 веројатно нема трајно да ги оштети мирисните нервни кола и да доведе до постојана анозмија, додаде Дата, состојба што е поврзана со различни проблеми со менталното и социјалното здравје, особено депресија и анксиозност.

– Мислам дека се добри вести, бидејќи штом инфекцијата се расчисти, се чини дека миризливите неврони не треба да се заменуваат или повторно да се градат од нула. Но, ни требаат повеќе податоци и подобро разбирање на основните механизми за да го потврдиме овој заклучок – рече тој.

Поголемиот дел од пациентите со ковид-19 доживуваат одредено ниво на аносмија, најчесто привремено. Анализите на електронските здравствени досиеја покажуваат дека пациентите со ковид-19 имаат 27 пати поголема веројатност да загуба чувство на мирис, но имаат само околу 2,2-2,6 пати поголема веројатност да имаат треска, кашлица или тешкотии во дишењето, во споредба со пациентите без ковид-19.

Некои студии навестуваат дека аносмијата кај ковид-19 се разликува од аносмијата предизвикана од други вирусни инфекции, вклучително и од други коронавируси.

На пример, пациентите со ковид-19 обично го обновуваат чувството за мирис во текот на неколку недели – многу побрзо од месеците што можат да бидат потребни за да се опорават од аносмијата предизвикана од подмножество на вирусни инфекции, за кои се знае дека директно ги оштетуваат миризливите сензорни неврони. Покрај тоа, многу вируси предизвикуваат привремено губење на мирис предизвикувајќи проблеми со горните дишни патишта, како што е затнат нос. Некои пациенти со ковид-19, сепак, доживуваат аносмија без никаква назална опструкција.

Утврдување на ранливоста

Во сегашната студија, Дата и колегите се обидоа подобро да разберат како се менува чувството за мирис кај пациенти со ковид-19 со тоа што ќе се препознаат типовите на клетки најранливи на инфекција со САРС-КоВ-2.

Тие започнаа со анализа на постојните збирки на податоци за секвенционирање на единечните клетки кои вкупно ги каталогираат гените изразени од стотици илјади индивидуални клетки во горните носни шуплини на луѓето, глувците и нечовечките примати.

Тимот се фокусираше на генот AЦE2, широко пронајден во клетките на човечкиот респираторен тракт, кој го кодира главниот рецептор на протеинот, кој САРС-КoВ-2 го насочува за да влезе во човечките клетки. Тие исто така погледнаа и друг ген, TMПРСС2, кој кодира ензим за кој се смета дека е важен за влегувањето на САРС-КoВ-2 во клетката.

Анализите откриле дека и AЦE2 и TМПРСС2 се изразени со клетки во миризливиот епител – специјализирано ткиво во покривот на носната празнина, одговорно за откривање на мирис во кои се наоѓаат мирисни сензорни неврони и разновидни потпорни клетки.

Ниту еден ген, сепак, не беше изразен со мирисни сетилни неврони. Спротивно на тоа, овие неврони изразуваат гени поврзани со способноста на другите коронавируси да навлезат во клетките.

Истражувачите откриле дека два специфични типа на клетки во миризливиот епител изразуваат AЦE2 на слично ниво со она што е забележано во клетките на долниот респираторен тракт, најчестите цели на САРС-КoВ-2, што укажува на ранливост на инфекции.

Овие вклучуваат сустентакуларни клетки, кои се обвиткуваат околу сензорните неврони и се смета дека даваат структурна и метаболна поддршка, и базалните клетки, кои дејствуваат како матични клетки кои го обновуваат миризливиот епител по оштетувањето. Присуството на протеини кодирани од двата гени во овие клетки беше потврдено со имунобоење.

Во дополнителни експерименти, истражувачите откриле дека матичните клетки на миризливиот епител изразуваат AЦE2 протеин на повисоки нивоа по вештачки предизвикано оштетување, во споредба со матичните клетки во мирување. Ова може да сугерира дополнителна ранливост на САРС-КоВ-2, но останува нејасно дали или како тоа е важно за клиничкиот тек на аносмијата кај пациенти со ковид-19, велат авторите.

Дата и неговите колеги исто така анализирале изразување на гени во скоро 50.000 индивидуални клетки во мирисната сијалица на глувчето, структурата во предниот мозок што прима сигнали од миризливите сензорни неврони и е одговорна за првична обработка на мирисот.

Невроните во мирисната сијалица не изразуваат AЦE2. Генот и придружниот протеин беа присутни само во клетките на крвните садови, особено перицитите, кои се вклучени во регулацијата на крвниот притисок, одржувањето на крвно-мозочната бариера и воспалителните реакции. Ниту еден вид клетки во миризливата сијалица не го изрази генот TМПРСС2.

Поим за губење на мирис

Заедно, овие податоци сугерираат дека анозмијата поврзана со ковид-19 може да произлезе од привремено губење на функцијата на придружните клетки во миризливиот епител, што индиректно предизвикува промени во миризливите сензорни неврони, велат авторите.

– Сепак, сè уште не разбираме целосно кои се тие промени. Сустентакуларните клетки во голема мера се игнорираат и се чини дека треба да обрнеме внимание на нив, слично на тоа како имаме сè поголема проценка на критичната улога што ја играат глијалните клетки во мозокот – рече Дата.

Наодите исто така нудат интригантни индиции за невролошки проблеми поврзани со ковид-19. Набљудувањата се во согласност со хипотезите дека САРС-КoВ-2 не инфицира директно неврони, но наместо тоа може да се меша со функцијата на мозокот влијаејќи на васкуларните клетки во нервниот систем, велат авторите. Ова бара понатамошна истрага за да се потврди, додаваат тие.

Резултатите од студијата сега помагаат да се забрзаат напорите за подобро разбирање на губењето на мирис кај пациенти со ковид-19, што пак може да доведе до третмани за аносмија и развој на подобрена дијагностика заснована на мирис за болеста.

– Аносмијата изгледа како aубопитен феномен, но може да биде поразителна за малиот дел од луѓето во кои е упорен. Може да има сериозни психолошки последици и може да биде голем проблем во јавното здравство ако имаме растечко население со трајно губење на мирис – рече Дата.

Тимот, исто така, се надева дека податоците ќе помогнат да се отворат прашања за прогресија на болеста, како на пример дали носот делува како резервоар за САРС-КoВ-2. За такви напори ќе бидат потребни студии во објекти кои овозможуваат експерименти со жив коронавирус и анализа на податоци за обдукција на луѓе, велат авторите, кои сè уште е тешко да се постигнат. Сепак, духот на соработка на научното истражување од ерата на пандемијата повикува на оптимизам.

– Ја инициравме оваа работа затоа што мојата лабораторија имаше неколку групи на податоци подготвени да ги анализираме кога пандемијата ќе се појави, и објавивме првично издание. Она што се случи после тоа беше неверојатно, истражувачите низ целиот свет понудија да ги споделат и спојат своите податоци со нас во еден вид импровизиран глобален конзорциум. Ова беше вистинско остварување на соработката – вели Дата.

Ко-првите автори на студијата се Дејвид Бран, Татсуја Цукахара и Калеб Вајнреб. Како дополнителни автори се вклучуваат Марсела Липовшек, Коен Ван ден Берге, Бојинг Гонг, Ребека Шанс, Иин Меколеј, Хсин-јунг Чоу, Расел Флечер, Дија Дас, Кели Стрит, Хектор Ру де Безије, Јун-Ги Чои, Давиде Рисо, Сандрин Дудоит, Елизабет Пурдом, Џонатан Мил, Ралф Аби Хахем, Хироаки Матсунами, Дарен Логан, Бредли Голдстајн, Метју Груб и Џон Нгаи.

Студијата беше поддржана од грантови од Националниот институт за здравство (грантови RO11DC016222 и U19 NS112953) и „Simons Collaboration“ на „Global Brain“. Дополнителни информации за финансирање може да се најдат во целиот текст на трудот.