Вирусы могут вызвать слияние клеток мозга, что приведет к неисправности ЦНС

Вирусы — микроскопические частицы, которые могут заражать живые клетки и использовать их для своего размножения. Некоторые вирусы могут проникать в наш мозг и влиять на его работу, вызывая разные заболевания и симптомы. Австралийские ученые обнаружили, что один из таких вирусов — SARS-CoV-2, который вызывает COVID-19, может даже заставлять нервные клетки сливаться друг с другом.

Вирусы и мозг

Вирусы могут поражать все типы организмов, от растений и животных до бактерий. Вирусы не являются живыми существами, они не имеют собственного обмена веществ и не могут самостоятельно воспроизводиться. Для этого им нужны живые клетки, которые они инфицируют и заставляют производить новые вирусные частицы.

Некоторые вирусы способны проникать в головной мозг через кровь или через носоглотку. В мозгу они могут заражать нервные клетки, или нейроны, которые отвечают за передачу информации между разными частями мозга и тела. Зараженные нейроны умирают или воспаляются, что приводит к нарушению нормальной работы нервной системы.

Профессор Массимо Хиллиард и доктор Рамон Мартинес-Мармоль из Института мозга Квинсленда опубликовали статью в журнале Sciences Advances, в которой рассказали о своем открытии. Они изучали, как вирусы изменяют функцию нервной системы на примере SARS-CoV-2.

SARS-CoV-2 — новый тип коронавируса, который был обнаружен в Китае в конце 2019 года. Этот вирус вызывает заболевание COVID-19, которое может проявляться как легкая простуда или как тяжелая пневмония. COVID-19 также может иметь долгосрочные последствия для здоровья, такие как ухудшение работы легких, сердца, почек и других органов.

Ученые обнаружили, что SARS-CoV-2 может попадать в мозг и заражать нейроны. Но это не все. Они также выяснили, что этот вирус может заставлять нейроны сливаться друг с другом, образуя гигантские клетки с несколькими ядрами. Это явление называется синцития.

Слияние нейронов: как это происходит и чем грозит

Слияние клеток — процесс, при котором две или более клеток объединяются в одну большую клетку с несколькими ядрами. Это может происходить естественным образом в некоторых тканях, например, в мышцах или плаценте. Но это также может быть вызвано вирусами, которые используют этот механизм для распространения инфекции.

Ученые выяснили, что SARS-CoV-2 способен вызывать слияние нейронов благодаря своему белку S (спайк). Этот белок находится на поверхности вируса и помогает ему присоединяться к клеткам. Когда вирус заражает нейрон, он заставляет его производить больше белка S, который выходит на поверхность нейрона. Таким образом, нейрон становится пригодным для слияния с другими нейронами, которые также имеют белок S на своей поверхности.


— Массимо Хиллиард, профессор Института мозга Квинсленда.

Слияние нейронов приводит к тому, что они перестают работать нормально. Нейроны обычно передают информацию друг другу посредством электрических импульсов, которые регулируются ионными каналами в клеточных мембранах. Когда нейроны сливаются, их мембраны теряют свою целостность и ионные каналы нарушаются. Это означает, что нейроны либо начинают возбуждаться синхронно, либо перестают возбуждаться вообще.


— Массимо Хиллиард.

Это может иметь серьезные последствия для здоровья человека. Синхронное возбуждение нейронов может привести к судорогам или эпилепсии. А отсутствие возбуждения нейронов может привести к потере памяти, когнитивному ухудшению или деменции.

Новый механизм: что это значит для науки и медицины

Это открытие предлагает новый механизм для объяснения длительных неврологических эффектов после вирусной инфекции.


— Рамон Мартинес-Мармол, доктор Института мозга Квинсленда.

Этот механизм может быть общим для других вирусов, которые также могут вызывать слияние клеток в других тканях. Среди них — ВИЧ, бешенство, энцефалит, корь, вирус Зика и вирус герпеса. Эти вирусы также поражают нервную систему и могут вызывать там ту же проблему.

Открытие может помочь разработать новые методы диагностики и лечения неврологических заболеваний, связанных с вирусными инфекциями. Например, можно попытаться блокировать белок S на поверхности нейронов или предотвратить его выделение зараженными клетками. Также можно искать способы восстановления поврежденных нейронов или замены их стволовыми клетками.