EHMATAV AVASTUS ⟩ Koroonaviirus paneb ajurakud sulanduma ja rikub nende toimimise

Ajurakud Foto: Shutterstock

SARS-CoV-2 paneb ajurakud omavahel liituma, avastasid Queenslandi ülikooli teadlased. Neuronite sulandumine võib põhjustada aju talitlushäireid ja kroonilisi neuroloogilisi sümptomeid, vahendab Science.

«Avastasime, et Covid-19 põhjustab neuronites rakkude liitumisprotsessi, mida pole varem nähtud,» ütles professor Massimo Hilliard Queenslandi ajuinstituudist.

Teadlased teadsid juba varem, et SARS-CoV-2 võib põhjustada teatud rakkude sulandumise. Raskesse Covidisse surnud patsientide kopsud on sageli täis suuri mitmerakulisi struktuure, mis võib teadlaste arvates kaasa aidata haiguse respiratoorsete sümptomite süvenemisele. Tegu võib olla omalaadse säästutaktikaga. Sarnaselt teiste viirustega võib SARS-CoV-2 õhutada rakke sulanduma, et aidata neil levida üle elundi, ilma et peaks nakatama uusi rakke. 

Samuti on koroonaviirushaigust põhjustav SARS-CoV-2 avastatud pika Covidiga inimeste ajudest kuid pärast nakatumist.

Nägemaks, kas selline rakkude sulandumine võib juhtuda ajurakkudes, lõi neuroteadlane Massimo Hilliard koos kolleegidega esmalt geneetiliste tööriistade abil kaks hiireneuronite populatsiooni: ühes avaldusid punased fluorestseeruvad molekulid ja teises rohelised fluorestseeruvad molekulid. Kui need kaks sulanduksid laborinõudes, paistaksid need mikroskoobi all erekollastena. Just seda nägid teadlased, kui nad lisasid SARS-CoV-2 mõlemat tüüpi rakke sisaldavale Petri tassile, teatasid nad ajakirjas Science Advances. Sama sulandumine toimus ka inimese aju organoidides, niinimetatud miniajudes, mis tekivad tüvirakkudest.

Võti näib olevat angiotensiini konverteeriv ensüüm 2 (ACE2), valk, mis esineb imetajate rakkude pinnal ja mille võtab sihtmärgiks teadaolevalt SARS-CoV-2. Viirus kasutab ACE2ga seondumiseks valku, mida nimetatakse ogavalguks, käivitades viiruse sulandumise rakuga ja vabastades selle sees oma geneetilise materjali. Näib, et nakatatud rakkudes olev ogavalk võib käivitada teiste ACE2de sulandumise naaberrakuga. Kui meeskond lõi neuronid, milles avalduks ogavalk, siis omavahel suutsid sulanduda ainult rakud, millel esines ka ACE2.

Leiud sarnanevad varasema uurimistööga kopsurakkude kohta: ACE2 retseptor näib olevat oluline nende sulandumise vahendamisel SARS-CoV-2 infektsiooni ajal.

Laborinõudes ja organoidides nähtud neuronaalsel ühinemisel oli aga ka mõningaid iseärasusi, mis eristas neid kopsurakkude omast. Kopsurakkude sulandumisel ühildusid üksteisega ainult raku keha põhiosad. Seevastu neuronitel näis sulandumine toimuvat raku kehast kaugemal, nende jätkete dendriitide ja aksonite vahendusel, mis on muidu vajalikud rakkudevahelises kommunikatsioonis.

Sulandumised näisid seda suhtlust häirivat. Neuronid aktiveeruvad tavaliselt iseseisvalt, levitades signaale kogu ajus. Kuid 90 protsenti ühinenud neuronitest aktiveerusid samal ajal, ülejäänud 10 protsenti vaikisid. See tohutu sünkroonse tegevuse hulk «on peaaegu nagu krambihoog,» ütleb Hilliard. Ta ütleb, et kui delikaatne suhtlus katkeb, võib tekkida nii-öelda «ajuudu». Hillardi rühm on varem näidanud, et neuronite sulandumise esilekutsumine ussi närvisüsteemis vähendas nende võimet tunda lõhnu.

Kuigi uuring viidi läbi laboris, võib see aidata selgitada üht pandeemia kõige kummalisemat nähtu, milleks on kuid kesta võivad neuroloogilised sümptomid.

«Need neuronid on nagu siiami kaksikud, nad on ühendatud puusast,» ütleb Adonis Sfera, Pattoni haigla psühhiaater, kes ei osalenud uuringus. «Kas nad saavad toimida neuronitena? Keegi ei tea seda veel. Kuid tõenäoliselt on nad sellest funktsioonist osa kaotanud.»

Pasteuri instituudi viroloog Olivier Schwartz ütleb, et keegi pole veel surnud Covid-19 patsientidel neuronite ühildumist otsinud. Ta sõnul tasub teemat edasi uurida. Viroloog lisab, et neuronite sulandumine võib olla olulisem isegi teiste viiruste puhul, mis nakatavad rohkem neuroneid kui SARS-CoV-2 tavaliselt, näiteks marutaudiviirus.

«Me arvame, et (neuronite sulandumine) võib olla tõesti laialt levinud,» nõustub Hilliard. «Seda pole lihtsalt nähtud,» ütleb ta. «Ma arvan, et see on tõesti meie silme all.»