Процессы в мозге при тяжелом COVID-19 сравнили со старением

Тяжелая форма COVID-19 ассоциирована с нарушением работы лобной коры и снижением когнитивных функций. Анализ транскриптома посмертных образцов мозга пациентов с тяжелым COVID-19 показал, что в их лобной коре экспрессия изменяется тем же образом, что и при старении или естественном снижении когнитивных функций. Авторы исследования, опубликованного в издании Nature Aging, предполагают, что важную роль при этом играют факторы некроза опухоли и интерфероны.

У пациентов, перенесших COVID-19 в тяжелой форме, наблюдается снижение когнитивных функций, имитирующее ускоренное старение. Имеющиеся исследования, сочетающие нейровизуализацию и когнитивный скрининг, указывают на то, что коронавирус нарушает функционирование лобной коры, отвечающей за когнитивные функции. Но на молекулярном уровне еще не было показано, что влияние COVID-19 на мозг похоже на старение. Исследователи из США продемонстрировали, что многие биологические пути, которые меняются при естественном старении мозга, также меняются и при тяжелом течении COVID-19.

Ученые проанализировали посмертные образцы лобной коры у людей в возрасте от 23 до 84 лет. В исследуемую группу вошли пациенты с тяжелой формой COVID-19 (включая одного пациента с болезнью Альцгеймера и одного пациента с эпилепсией). В качестве контроля были выбраны несколько групп незараженных коронавирусом индивидов со сходным возрастным диапазоном. Туда входили люди без неврологических и психических диагнозов, пациент с болезнью Альцгеймера и пациенты, находившиеся в отделении интенсивной терапии или на искусственной вентиляции легких.

Авторы секвенировали РНК образцов. Транскриптомы, полученные у пациентов с COVID-19, значительно выделялись на фоне контролей. Ближе к ним кластеризовались образцы контролей, полученные у людей старшего возраста. При сравнении людей одного возраста и пола, входивших в исследуемую и контрольную группы, авторы выделили 6993 дифференциально экспрессируемых гена. Так, у пациентов с COVID-19 сильнее экспрессировались гены иммунных сигнальных путей и слабее — гены, связанные с синаптической активностью и памятью. Авторы заключили, что многие сигнальные пути, изменяющиеся в мозге при старении, также меняются при тяжелом протекании COVID-19.

После этого исследователии проанализировали транскриптомы образцов лобной коры 633 человек, прошедших тест на когнитивные функции при жизни в рамках исследования ROSMAP. У пациентов, получивших низкую оценку когнитивных функций, транскриптомы походили на те, что были получены у пациентов с COVID-19.

Также ученые секвенировали РНК лобной доли десяти человек, умерших в молодом возрасте (38 лет и моложе), а также в старшем возрасте (71 год и старше). Гены, сильнее или слабее экспрессируемые у людей старшего возраста, также сильнее или слабее экспрессировались у пациентов с COVID-19. Результаты подтвердили на независимых когортах.

Авторы попытались определить причину, которая бы объясняла такие изменения при заболевании. Они предположили, что за нарушения могут быть ответственны такие факторы, как вирусная инфекция лобной доли SARS-CoV-2 или системное воспаление в ходе заболевания. Как и в предыдущих исследованиях, авторы не выявили вирусной РНК в образцах пациентов, что исключило прямое влияние вируса на генную экспрессию. Однако анализ транскриптома образцов пациентов показал повышенную экспрессию фактора некроза опухоли (TNF) и генов, отвечающих на интерферон I и II типа. Так как TNF и интерфероны вовлечены в процессы естественного старения мозга и ухудшения когнитивных функций, можно предположить, что они могут быть ответственны за те же процессы и при COVID-19. У мышей, зараженных SARS-CoV-2, повышались уровни провоспалительных цитокинов в спинномозговой жидкости, таких как интерферон гамма (IFN-γ) и TNF.

Чтобы проверить, могут ли TNF и интерфероны влиять на экспрессию генов, связанных со старением, исследователи секвенировали РНК первичных нейронов человека, которые были обработаны TNF, интерфероном бета (IFN-β) и IFN-γ. В результате было обнаружено, что эффект цитокинов был схож со старением. Похожие эффекты были показаны у пациентов с COVID-19.

Авторы делают вывод, что индуцируемые COVID-19 TNF и интерфероны могут отрицательно влиять на состояние мозга даже в отсутствие нейроинвазии SARS-CoV-2. Изменения экспрессии генов, ассоциированных со старением и снижением когнитивных функций, наблюдаемые у пациентов с COVID-19, могут приводить у них к ускоренному снижению когнитивных функций. Авторы говорят о возможности применения нейропротекторной терапии при COVID-19.

Источник: https://pcr.news/ 

7.12.2022