Исследовательская группа под руководством City of Hope обнаружила, что тот же ген, который увеличивает риск болезни Альцгеймера, ApoE4, может увеличить восприимчивость и тяжесть COVID-19.
"Наше исследование обеспечивает причинно-следственную связь между фактором риска болезни Альцгеймера ApoE4 и COVID-19 и объясняет, почему некоторые (e.грамм., Носители ApoE4), но не у всех пациентов с COVID-19 наблюдаются неврологические проявления" сказал Яньхонг Ши, доктор философии.D., директор отделения биологии стволовых клеток в Городе надежды и соавтор нового исследования. "Понимание того, как факторы риска нейродегенеративных заболеваний влияют на восприимчивость и тяжесть COVID-19, поможет нам лучше справиться с COVID-19 и его потенциальными долгосрочными последствиями для различных групп пациентов."
В начале исследования команду интересовало влияние SARS-CoV-2 на мозг. В связи с тем, что пациенты с COVID-19 часто теряют чувство вкуса и запаха, команда предположила, что вирус имел основной неврологический эффект.
Команда сначала создала клетки мозга в лаборатории, используя плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), которые представляют собой своего рода стволовые клетки, которые могут стать практически любым типом клеток. Вновь созданные нейроны и астроциты, своего рода вспомогательные клетки, были инфицированы SARS-CoV-2. Они обнаружили, что оба типа клеток были восприимчивы к инфекции.
Затем команда использовала ИПСК для создания органоидов мозга, которые представляют собой трехмерные модели тканей, имитирующие определенные особенности человеческого мозга. Они создали одну модель организма, содержащую астроциты, и одну без них. Они заразили этим вирусом органоиды обоих типов головного мозга и обнаружили, что те, у кого есть астроциты, усиливают инфекцию SARS-CoV-2.
Команда продолжила дальнейшее изучение влияния ApoE4 на восприимчивость к SARS-CoV-2. Они сделали это, создав нейроны из ИПСК "перепрограммирован" из клеток пациента с болезнью Альцгеймера, которые содержали ApoE4. Используя редактирование генов, команда модифицировала некоторые из созданных ИПСК клеток ApoE4 так, чтобы они содержали ApoE3, который является типом гена, который считается нейтральным. Затем ИПСК ApoE3 и ApoE4 использовали для генерации нейронов и астроцитов.
Результаты были недавно опубликованы в журнале Cell Stem Cell. Нейроны ApoE4 и астроциты показали более высокую восприимчивость к инфекции SARS-CoV-2 по сравнению с нейтральными нейронами ApoE3 и астроцитами. Более того, хотя вирус вызывал повреждение нейронов как ApoE3, так и ApoE4, он, по-видимому, имел немного более серьезное воздействие на нейроны ApoE4 и гораздо более серьезное воздействие на астроциты ApoE4 по сравнению с нейронами и астроцитами ApoE3.
В последней части исследования исследователи проверили, подавляет ли противовирусный препарат ремдесивир вирусную инфекцию в нейронах и астроцитах. Они обнаружили, что препарат успешно снижает уровень вируса в астроцитах и предотвращает гибель клеток. Он также смог спасти нейроны от нейродегенерации.
Следующий шаг команды – продолжить изучение эффектов вируса, чтобы лучше понять роль ApoE4 в неврологических проявлениях COVID-19. Многие люди, инфицированные COVID-19, выздоровели, но долгосрочные неврологические эффекты, такие как сильные головные боли, все еще наблюдаются спустя месяцы.
"COVID-19 – сложное заболевание, и мы начинаем понимать факторы риска, связанные с проявлением тяжелой формы заболевания" сказал Вайтилингараджа Арумугасвами, доктор философии.D., член Исследовательского центра широких стволовых клеток Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и соавтор-корреспондент. "Наше клеточное исследование дает возможное объяснение того, почему люди с болезнью Альцгеймера подвергаются повышенному риску развития более серьезных симптомов COVID-19."