Ujawniono mechanizm utraty zapachu w przypadku COVID-19

Streszczenie: Zakażenie wirusem SARS-CoV-2 powoduje spowolnienie działania receptorów węchowych, powodując utratę zapachu związaną z COVID-19.

Źródło: NYU Langone

Naukowcy odkryli mechanizm, który może wyjaśniać, dlaczego pacjenci z COVID-19 tracą zmysł węchu.

Opublikowano online 2 lutego w czasopiśmie Komórka, nowe badanie wykazało, że zakażone wirusem pandemii SARS-CoV-2 pośrednio osłabia działanie receptorów węchowych (OR), białek na powierzchni komórek nerwowych w nosie, które wykrywają cząsteczki związane z zapachami.

Nowe badanie, prowadzone przez naukowców z NYU Grossman School of Medicine i Columbia University, może również rzucić światło na wpływ COVID-19 na inne typy komórek mózgowych oraz na inne utrzymujące się neurologiczne skutki COVID-19, takie jak „mgła mózgowa”. bóle głowy i depresja.

Eksperymenty wykazały, że obecność wirusa w pobliżu komórek nerwowych (neuronów) w tkance węchowej spowodowała wzrost komórek odpornościowych, mikrogleju i limfocytów T, które wykrywają i przeciwdziałają infekcji. Takie komórki uwalniają białka zwane cytokinami, które zmieniają genetyczną aktywność komórek nerwów węchowych, mimo że wirus nie może ich zainfekować, twierdzą autorzy badania.

Tam, gdzie w innych sytuacjach aktywność komórek odpornościowych szybko zanikałaby, w mózgu, zgodnie z teorią zespołu, sygnalizacja immunologiczna utrzymuje się w sposób, który zmniejsza aktywność genów potrzebnych do budowy receptorów węchowych.

„Nasze odkrycia dostarczają pierwszego mechanistycznego wyjaśnienia utraty węchu w COVID-19 i tego, jak może to leżeć u podstaw długiej biologii COVID-19”, mówi współautor korespondent Benjamin tenOever, profesor na Wydziale Mikrobiologii NYU Langone Health . „Praca, oprócz innego badania przeprowadzonego przez grupę tenOever, sugeruje również, w jaki sposób wirus pandemiczny, który infekuje mniej niż 1% komórek w ludzkim ciele, może powodować tak poważne uszkodzenia w tak wielu narządach”.

Zmiana w architekturze

Naukowcy twierdzą, że jednym z unikalnych objawów zakażenia COVID-19 jest utrata węchu bez zatkanego nosa obserwowanego przy innych infekcjach, takich jak przeziębienie. W większości przypadków utrata węchu trwa tylko kilka tygodni, ale u ponad 12% pacjentów z COVID-19 dysfunkcja węchowa utrzymuje się w postaci ciągłej redukcji zdolności węchu (hiposmia) lub zmian w postrzeganiu zapachu przez osobę. ten sam zapach (parosmia).

Aby uzyskać wgląd w utratę węchu wywołaną przez COVID-19, obecni autorzy zbadali molekularne konsekwencje infekcji SARS-CoV-2 u chomików złotych oraz w tkance węchowej pobranej z 23 sekcji zwłok ludzi. Chomiki stanowią dobry model, ponieważ są ssakami, które są bardziej zależne od zmysłu powonienia niż ludzie i które są bardziej podatne na infekcje jamy nosowej.

Wyniki badań opierają się na wieloletnim odkryciu, że proces przekształcania genów w złożone relacje trójwymiarowe, w którym sekcje DNA stają się mniej lub bardziej dostępne dla mechanizmu odczytu genów komórki w oparciu o kluczowe sygnały i gdzie niektóre łańcuchy DNA krążą wokół do tworzenia interakcji dalekiego zasięgu, które umożliwiają stabilne odczytywanie genów. Niektóre geny działają w „przedziałach” chromatyny – kompleksach białkowych, w których znajdują się geny – które są otwarte i aktywne, podczas gdy inne są zagęszczone i zamknięte, jako część „architektury jądrowej”.

W bieżącym badaniu eksperymenty potwierdziły, że infekcja SARS-CoV-2 i reakcja immunologiczna na nią zmniejsza zdolność łańcuchów DNA w chromosomach, które wpływają na tworzenie się receptorów węchowych, aby były otwarte i aktywne oraz zapętlone w celu aktywacji Ekspresja genu. Zarówno w tkance neuronalnej węchowej chomika, jak i człowieka zespół badawczy wykrył uporczywą i szeroko zakrojoną regulację w dół budowy receptorów węchowych.

Inne prace opublikowane przez tych autorów sugerują, że neurony węchowe są podłączone do wrażliwych obszarów mózgu i że trwające reakcje komórek odpornościowych w jamie nosowej mogą wpływać na emocje i zdolność jasnego myślenia (poznania), zgodnie z długim COVID.

Eksperymenty na chomikach rejestrowane z biegiem czasu ujawniły, że regulacja w dół neuronowych receptorów węchowych utrzymywała się po tym, jak krótkotrwałe zmiany, które mogły wpływać na zmysł węchu, w naturalny sposób powróciły do ​​normy. Autorzy twierdzą, że sugeruje to, że COVID-19 powoduje dłuższe zakłócenia w chromosomalnej regulacji ekspresji genów, reprezentując formę „pamięci jądrowej”, która może zapobiec przywróceniu transkrypcji OR nawet po usunięciu SARS-CoV-2.

„Uświadomienie sobie, że zmysł węchu opiera się na „delikatnych” interakcjach genomowych między chromosomami, ma ważne implikacje”, mówi tenOever.

„Jeśli ekspresja genów węchowych ustaje za każdym razem, gdy układ odpornościowy reaguje w określony sposób, który zakłóca kontakty między chromosomami, wówczas utracony zmysł węchu może działać jak „kanarek w kopalni”, dostarczając wszelkich wczesnych sygnałów, że wirus COVID-19 jest uszkadza tkankę mózgową przed pojawieniem się innych objawów i sugeruje nowe sposoby jej leczenia”.

W kolejnym kroku zespół przygląda się, czy leczenie sterydami chomików z długim COVID może powstrzymać negatywne reakcje immunologiczne (stan zapalny), aby chronić architekturę jądra komórkowego.

Informacje o COVID-19 i wiadomościach z badań węchu

Autor: Biuro prasowe
Źródło: NYU Langone
Kontakt: Biuro Prasowe – NYU Langone
Obraz: Obraz jest w domenie publicznej

Orginalne badania: Otwarty dostęp.
“Niekomórkowe autonomiczne zakłócenie architektury jądrowej jako potencjalna przyczyna anosmii wywołanej przez COVID-19Benjamin tenOever, Marianna Zazhytska i in. Komórka

Abstrakcyjny

Zobacz też

Niekomórkowe autonomiczne zakłócenie architektury jądrowej jako potencjalna przyczyna anosmii wywołanej przez COVID-19

SARS-CoV-2 infekuje mniej niż 1% komórek w ludzkim ciele, ale może powodować poważne uszkodzenia w
różne narządy. W ten sposób odszyfrowanie niekomórkowych autonomicznych skutków infekcji SARS-CoV-2
jest niezbędne do zrozumienia zaburzeń komórkowych i molekularnych, jakie wywołuje.

Wady neurologiczne i poznawcze należą do najmniej poznanych objawów pacjentów z COVID-19, a dysfunkcja węchowa jest ich najczęstszym deficytem sensorycznym.

Tutaj pokazujemy, że zarówno u ludzi, jak i chomików, zakażenie SARS-CoV-2 powoduje szeroko zakrojoną regulację w dół receptorów węchowych (OR) i ich komponentów sygnałowych. Ten niekomórkowy efekt autonomiczny jest poprzedzony radykalną reorganizacją neuronalnej architektury jądrowej, która powoduje rozproszenie przedziałów genomowych zawierających geny OR.

Nasze dane dostarczają potencjalnego mechanizmu, za pomocą którego infekcja SARS-CoV-2 zmienia morfologię komórki i transkryptom komórek, których nie może zainfekować, oferując wgląd w jego ogólnoustrojowe skutki w węchu i poza nim. Czasopismo Pre-pr