Mechanismus ztráty čichu s odhalením COVID-19

Souhrn: Infekce virem SARS-CoV-2 způsobuje snížení činnosti čichových receptorů, což vede ke ztrátě čichu spojené s COVID-19.

Zdroj: NYU Langone

Vědci objevili mechanismus, který může vysvětlit, proč pacienti s COVID-19 ztrácejí čich.

Publikováno online 2. února v časopise BuňkaNová studie zjistila, že infikovaný pandemickým virem SARS-CoV-2 nepřímo snižuje působení čichových receptorů (OR), proteinů na povrchu nervových buněk v nose, které detekují molekuly spojené se zápachem.

Nová studie vedená výzkumníky z NYU Grossman School of Medicine a Columbia University může také vrhnout světlo na účinky COVID-19 na jiné typy mozkových buněk a na další přetrvávající neurologické účinky COVID-19, jako je „mozková mlha“. bolesti hlavy a deprese.

Experimenty ukázaly, že přítomnost viru v blízkosti nervových buněk (neuronů) v čichové tkáni přinesla nával imunitních buněk, mikroglií a T buněk, které snímají a brání infekci. Takové buňky uvolňují proteiny zvané cytokiny, které změnily genetickou aktivitu buněk čichových nervů, i když je virus nemůže infikovat, tvrdí autoři studie.

Tam, kde by se aktivita imunitních buněk v jiných scénářích rychle rozplynula, v mozku podle teorie týmu imunitní signalizace přetrvává způsobem, který snižuje aktivitu genů potřebných pro stavbu čichových receptorů.

„Naše zjištění poskytují první mechanické vysvětlení ztráty pachu u COVID-19 a jak to může být základem dlouhé biologie COVID-19,“ říká spolukorespondent Benjamin tenOever, Ph.D., profesor na katedře mikrobiologie na NYU Langone Health. . „Tato práce, kromě další studie ze skupiny tenOever, také naznačuje, jak může pandemický virus, který infikuje méně než 1% buněk v lidském těle, způsobit tak vážné poškození tolika orgánů.“

Změna v architektuře

Jedním z jedinečných příznaků infekce COVID-19 je ztráta čichu bez ucpaného nosu, který se vyskytuje u jiných infekcí, jako je běžné nachlazení, říkají vědci. Ve většině případů ztráta čichu trvá jen několik týdnů, ale u více než 12 procent pacientů s COVID-19 dysfunkce čichu přetrvává ve formě pokračujícího snižování čichu (hyposmie) nebo změn ve způsobu, jakým člověk vnímá stejný zápach (parosmie).

Aby současní autoři získali přehled o ztrátě čichu způsobené COVID-19, prozkoumali molekulární důsledky infekce SARS-CoV-2 u zlatých křečků a v čichové tkáni odebrané z 23 lidských pitev. Křečci představují dobrý model, jsou to savci, kteří oba závisí více na čichu než lidé a kteří jsou náchylnější k infekci nosní dutiny.

Výsledky studie vycházejí z mnohaletého objevu, že proces, který mění geny na složité 3-D vztahy, kdy se úseky DNA stávají více či méně přístupnými mechanismu buněčného čtení genů na základě klíčových signálů a kde se některé řetězce DNA zacyklí. vytvářet interakce na dlouhé vzdálenosti, které umožňují stabilní čtení genů. Některé geny fungují v chromatinových „odděleních“ – proteinových komplexech, které uchovávají geny – které jsou otevřené a aktivní, zatímco jiné jsou zhutněné a uzavřené, jako součást „jaderné architektury“.

V současné studii experimenty potvrdily, že infekce SARS-CoV-2 a imunitní reakce na ni snižují schopnost řetězců DNA v chromozomech, které ovlivňují tvorbu čichových receptorů, aby byly otevřené a aktivní a aby se mohly aktivovat. genová exprese. V křeččí i lidské čichové neuronální tkáni výzkumný tým detekoval přetrvávající a rozšířenou downregulaci tvorby čichových receptorů.

Jiná práce zveřejněná těmito autory naznačuje, že čichové neurony jsou zapojeny do citlivých oblastí mozku a že probíhající reakce imunitních buněk v nosní dutině by mohly ovlivnit emoce a schopnost jasně myslet (poznání), což je v souladu s dlouhým COVIDem.

Experimenty na křečcích zaznamenané v průběhu času odhalily, že downregulace čichových neuronových receptorů přetrvávala poté, co se přirozeně obnovily krátkodobé změny, které by mohly ovlivnit čich. Autoři říkají, že to naznačuje, že COVID-19 způsobuje déletrvající narušení chromozomální regulace genové exprese, což představuje formu „jaderné paměti“, která by mohla zabránit obnovení transkripce OR i po odstranění SARS-CoV-2.

„Uvědomění si, že čich závisí na „křehkých“ genomických interakcích mezi chromozomy, má důležité důsledky,“ říká tenOever.

„Pokud se exprese čichových genů zastaví pokaždé, když imunitní systém zareaguje určitými způsoby, které naruší mezichromozomální kontakty, pak ztracený čich může fungovat jako „kanárek v uhelném dole“, který poskytuje jakékoli časné signály, že je virus COVID-19 poškození mozkové tkáně dříve, než se objeví jiné příznaky, a navrhnutí nových způsobů, jak ji léčit.“

V dalším kroku tým zkoumá, zda léčba křečků s dlouhým COVID steroidy může omezit negativní imunitní reakce (zánět), aby byla chráněna jaderná architektura.

O těchto zprávách z výzkumu COVID-19 a čichu

Autor: Tisková kancelář
Zdroj: NYU Langone
Kontakt: Tisková kancelář – NYU Langone
Obraz: Obrázek je ve veřejné doméně

Původní výzkum: Otevřený přístup.
“Nebuněčné autonomní narušení jaderné architektury jako potenciální příčina anosmie vyvolané COVID-19Benjamin tenOever, Marianna Zazhytska et al. Buňka

Abstraktní

Viz také

Nebuněčné autonomní narušení jaderné architektury jako potenciální příčina anosmie vyvolané COVID-19

SARS-CoV-2 infikuje méně než 1 % buněk v lidském těle, přesto může způsobit vážné poškození
různé orgány. Tedy dešifrování nebuněčných autonomních účinků infekce SARS-CoV-2
je nezbytný pro pochopení buněčného a molekulárního narušení, které vyvolává.

Neurologické a kognitivní vady patří k nejméně pochopeným symptomům pacientů s COVID-19, přičemž jejich nejčastějším senzorickým deficitem je čichová dysfunkce.

Zde ukazujeme, že jak u lidí, tak u křečků způsobuje infekce SARS-CoV-2 rozsáhlou downregulaci čichových receptorů (OR) a jejich signalizačních složek. Tomuto nebuněčnému autonomnímu efektu předchází dramatická reorganizace neuronální nukleární architektury, jejímž výsledkem je disipace genomových kompartmentů obsahujících geny OR.

Naše data poskytují potenciální mechanismus, kterým infekce SARS-CoV-2 mění buněčnou morfologii a transkriptom buněk, které nemůže infikovat, a nabízí pohled na její systémové účinky na čich i mimo něj. Journal Pre-pr