De obicei, virusul SARS-CoV-2 infectează celulele prin legarea de receptorul enzimei de conversie a angiotensinei 2 (ECA2). Însă, deși multe celule, inclusiv neuronii și celulele care formează bariera sânge-creier, nu dețin această proteină, anumite părți ale virusului au fost descoperite post-mortem în creierul persoanelor infectate.
Oamenii de știință și-au pus întrebarea cum este capabil virusul să pătrundă în țesuturi atât de neprimitoare. Un studiu publicat recent în Science Advances sugerează că virusul poate folosi pentru a se deplasa tuburile minuscule care se extind din celulele-gazdă infectate.
Nanotuburile intercelulare (”tunneling nanotubes” – TNT) sunt structuri delicate, asemănătoare unui fir de păr, care răsar din corpul celulei și pătrund în membranele celulelor învecinate atunci când celulele sunt stresate, inclusiv în condiții de concentrație scăzută a oxigenului sau în timpul infecției. Prin aceste tuburi minuscule, formate din proteina numită actină, celulele pot trimit și primit ARN, nutrimente, chiar organite întregi și, din nefericire, virusuri.
Din cercetările anteriore, oamenii de știință de la Institutul Pasteur știau că unele virusuri folosesc nanotuburile pentru a se răspândi de la o celulă la alta. Având în vedere faptul că SARS-CoV-2 infectează o gamă largă de celule, cercetătorii au emis ipoteza că noul coronavirus ar putea exploata în mod similar aceste tuburi microscopice.
Pentru a-și verifica teoria, cercetătorii au realizat o cultură de celule Vero E6, care modelează celulele ce căptușesc pielea, organele și vasele de sânge umane – și exprimă enzima de conversie a angiontensinei 2 (ECA2). Separat, echipa a realizat o cultură de celule SH-SY5Y, care modelează neuronii umani și cărore le lipsesc receptorii pentru ECA2.
După cum era de aștepat, SARS-CoV-2 a infectat cu ușurință celulele epiteliale, dar nu și neuronii. Însă atunci când oamenii de știință au cultivat celulele epiteliale infectate împreună cu neuronii, ei au detectat proteine virale în interiorul neuronilor după doar o zi. Mai mult, cercetătorii au observat că atunci când receptorii ECA2 erau blocați, virusul tot își găsea drumul dinspre celulele infectate spre cele neinfectate.
Utilizând o combinație între microscopia cu fluorescență și microscopia crioelectronică, oamenii de știință au observat proteine și ARN virale în nanotuburile intercelulare. Nanotuburile conțineau, de asemenea, vezicule dublu-membranare, care erau adevărate fabrici de ARN viral. Cercetătorii au considerat că aceste descoperiri sunt dovezi solide ale faptului că nanotuburile îndeplinesc un rol de canalizare a transmiterii virale, ceea ce este probabil să-i permită virusului să ocolească bariera sânge-creier și să ajungă în creier.
Totuși, deși studiul a arătat o cale potențială de infectare a neuronilor, cercetătorii nu au adus dovezi ale faptului că celulele cu receptori ECA2 ar putea infecta tipurile de celule epiteliale care compun bariera sânge-creier. De asemenea, ei nu au arătat dacă celulele barierei sânge-creier pot forma nanotuburi prin care virusul să ajungă în neuroni.
În acest context, încă nu este clară dacă pătrunderea virusului SARS-CoV-2 în creier constituie o parte importantă a patologiei COVID-19. Deși virusul a fost detectat în țesuturile creierului, el ar putea să nu fie responsabil de simptomele neurologice ale COVID-19, încărcatura virală descoperită în creier fiind mult inferioară celei de la nivelul plămânilor.
Sursa: The Scientist