Kaj se dogaja v možganih ob okužbi z virusom sars-cov-2?

V zadnji prilogi Znanost smo prebrali izčrpen poljudni članek izpod peresa ddr. Matjaža Deželaka o tem, kako virus sars-cov-2 prizadene živčni sistem bolnikov s covidom-19. Članek zaključuje med drugim z vprašanjem, katere nevrološke posledice okužbe in v kolikšni meri so posledica neposredne okužbe centralnega živčnega sistema in ali so morda le posledica sistemskih dejavnikov okuženega organizma.

Iz tega sledita dve nadaljnji vprašanji: ali morda možgani aktivno prispevajo k deregulaciji imunskega sistema ali pa zgolj utrpijo njene posledice? Podobno se avtor sprašuje, ali možgani prispevajo k odpovedi dihalnega sistema ali pa je ta izključna posledica propada tkiv in organov dihal, možgani pa le utrpijo posledice pomanjkanja kisika.

Odgovore na ta precej povezana vprašanja najdemo v zadnji številki prestižne revije New England Journal of Medicine z dne 30. decembra 2020. Skupina raziskovalcev z ameriškega Nacionalnega inštituta za zdravje (NIH) je objavila študijo z naslovom Microvascular Injury in the Brains of Patients with Covid-19, v kateri je odkrila, da so vzrok klinično opaženih nevroloških težav poškodovano tkivo in vnetni procesi v možganih bolnikov s covidom-19, ne pa virusna okužba možganskih celic.

Virus ni vstopil v možganske celice

Čeprav je covid-19 predvsem bolezen dihal, imajo bolniki pogosto nevrološke težave, vključno z glavoboli, delirijem, kognitivno disfunkcijo, omotico, utrujenostjo in izgubo voha. Bolezen lahko povzroči tudi, da bolniki utrpijo možgansko kap in druga nevrološka obolenja. Študija NIH odkriva poškodbe krvnih žil in vnetje v možganih bolnikov s covidom-19, ne pa vstopa virusa v katero od vrste možganskih celic. Rezultati študije, opravljene na 19 umrlih bolnikih, kažejo, da je poškodba možganskih celic, kot so nevroni, v bistvu le »stranski učinek« covida-19. S skeniranjem možganov umrlih bolnikov s covidom-19 so raziskovalci dosledno ugotavljali poškodbe krvnih žil, vendar brez znakov vstopa virusa v možganske celice, torej okužbe s sars-cov-2.

Z magnetnoresonančno mikroskopijo so proučevali možgansko tkivo umrlih bolnikov. V tej poglobljeni študiji so v vzorcih tkiva bolnikov, ki so umrli kmalu po okužbi z boleznijo, na mikroskopskih posnetkih redno opazovali poškodbe, ki povzročajo redčenje in puščanje možganskih krvnih žil. Poleg tega v vzorcih tkiva niso opazili znakov oziroma prisotnosti sars-cov-2, kar kaže na to, da škode ni povzročil neposreden virusni napad na možgane. V članku ugotavljajo, da so možgani bolnikov, ki se okužijo s sars-cov-2, lahko dovzetni za poškodbe teh mikrovaskularnih struktur ožilja. Rezultati kažejo, da je to lahko tudi posledica vnetnega odziva telesa na virus.
 

Številna vnetja

Več drugih študij je res pokazalo, da lahko bolezen covid-19 splošneje povzroči vnetje in poškodbe krvnih žil. V eni od teh predhodnih študij so sicer poročali o majhnih količinah virusa sars-cov-2 v možganih nekaterih bolnikov. V sedanji študiji pa so ameriški raziskovalci izvedli poglobljen pregled vzorcev možganskega tkiva pri bolnikih, ki so umrli po okužbi s covidom-19 med marcem in julijem 2020. Bolniki so umrli v različnih starostnih obdobjih, stari od 5 do 73 let, v nekaj urah do dveh mesecih po poročanju o simptomih. Mnogi bolniki so imeli enega ali več dejavnikov tveganja, vključno s sladkorno boleznijo, debelostjo in boleznimi srca in ožilja. Osem so jih našli mrtve doma ali v javnem okolju, trije bolniki so se zrušili in nenadoma umrli.

Sprva so raziskovalci uporabili poseben visokozmogljiv skener z magnetno resonanco (MRI), ki je od štiri- do desetkrat bolj občutljiv od običajnih, da bi proučili vzorce centrov za vonj in možganskega debla pri vsakem bolniku. Te regije naj bi bile po prejšnjih poročanjih bolj dovzetne za razvoj covida-19. Vohalni centri nadzorujejo vonj, medtem ko možgansko steblo nadzoruje dihanje in srčni utrip. Prav v teh regijah so opazili veliko svetlih lis, ki pomenijo hiperintenzivna območja, ki pogosto kažejo na vnetje. Opazili pa so tudi temne madeže oziroma območja manjše intenzitete, kjer je šlo za krvavitve. Ob mikroskopskem pregledu so ugotovili, da svetle lise vsebujejo krvne žile, ki so tanjše od običajnih in včasih spuščajo krvne beljakovine, kot je fibrinogen, v možgane.

Zdi se, da je to sprožilo imunsko reakcijo. Taka točkovna območja so bila obkrožena s celicami T iz krvi in z lastnimi imunskimi celicami možganov, imenovanimi mikroglije. V nasprotju s tem so temne lise vsebovale strjene in puščajoče krvne žile, ob katerih niso opazili sledov imunskega odziva. To je resnična novost, saj so pričakovali poškodbe možganskega tkiva, kot jih povzroča pomanjkanje kisika. Namesto tega opisujejo multifokalna območja poškodb, ki so običajno povezana s kapjo in nevroinflamatornimi boleznimi.

Nepredvidljive dolgoročne posledice

Nazadnje, a ne najmanj pomembno za uvodna vprašanja pa je, da raziskovalci niso opazili znakov okužbe v vzorcih možganskega tkiva, čeprav so uporabili več metod za odkrivanje genskega materiala ali virusnih beljakovin iz sars-cov-2. Zato menijo, da poškodb možganov ni povzročil neposredno virus sars-cov-2, ki bi okužil možgane. To pomeni, da prizadeti (ne okuženi!) možgani ne narekujejo sistemskih sprememb, kot je dihalni sistem, v katerem pa se virus dokazano naseli. Zanj je pretežno dovzetno epitelijsko tkivo po znanih mehanizmih, opisanih v članku ddr. Deželaka. Poškodbe pljučnega epitelija (sluznice) sprožijo lokalni in posredni sistemski imunski odziv, ki ga zaznava bolnik kot akutni stresni sindrom dihanja, ki mu pogosto podleže.

Odgovor na vprašanje iz članka, ali virus okuži še druge imunske celice, je zelo verjetno, da jih ne. Po analogiji je dokazano, da na primer mezenhimske matične celice, ki so tudi imunokompetentne, virusa ne prevzamejo. Zato se lahko uporabijo za neposredno celično zdravljenje, v katerem utišajo pretirano aktivirane T-limfocite in s tem zadušijo imunski izbruh (vihar) in lahko tudi regenerirajo poškodovano tkivo.

Upajmo, da bodo ti rezultati pomagali zdravnikom razumeti celoten spekter težav, ki jih lahko trpijo bolniki, in bodo s tem lahko našli boljše zdravljenje, upoštevaje spremembe možganov. Žal pa, kot že rečeno v članku Matjaža Deželaka, dolgoročnejših posledic pri tistih, ki so preboleli covid-19, še ne moremo predvideti.

---------
Prof. dr. Tamara Lah Turnšek, Nacionalni inštitut za biologijo in Inženirska akademija Slovenije