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L'impatto nascosto del COVID-19 sulla salute cerebrale

La ricerca mostra che il COVID-19 può portare a problemi neurologici duraturi.

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La pandemia di COVID-19, causata da un virus conosciuto come SARS-CoV-2, ha portato a un numero significativo di infezioni e decessi in tutto il mondo. Anche se il COVID-19 colpisce principalmente il sistema respiratorio, ci sono sempre più prove che può anche danneggiare il cervello, portando a vari problemi neurologici e psicologici. I sintomi comuni includono difficoltà a pensare chiaramente, mal di testa, cambiamenti nell'olfatto e nel gusto, confusione, ictus, crisi, danni ai nervi e problemi muscolari. Anche se molti di questi problemi migliorano col tempo, alcuni persistono, come la perdita di memoria e la fatica. Le ragioni dietro a questi sintomi duraturi non sono ancora completamente comprese.

Infiammazione e cervello

La ricerca suggerisce che l'infiammazione nel corpo potrebbe giocare un ruolo nei problemi neurologici legati al COVID-19. Gli studi hanno mostrato che i pazienti con COVID-19 che presentano sintomi neurologici hanno alti livelli di alcune molecole infiammatorie nel liquido spinale. Tuttavia, sembra che il virus non infetti direttamente il cervello. Invece, l'infiammazione nel corpo potrebbe influenzare la funzione cerebrale inviando segnali attraverso il sangue e i nervi. Questo potrebbe portare a infiammazione nel cervello e contribuire ai cambiamenti visti nei pazienti con SARS-CoV-2.

Per le persone con malattia di Parkinson, ci sono prove che i loro sintomi possono peggiorare dopo aver contratto il COVID-19.

Effetti sul sistema Olfattivo

Quando il SARS-CoV-2 infetta il naso, colpisce cellule di supporto speciali che aiutano il funzionamento dell'olfatto. La disfunzione di queste cellule può portare alla perdita dell'olfatto. Gli studi hanno dimostrato che le persone che hanno avuto il COVID-19 potrebbero avere cambiamenti nella struttura cerebrale legati al senso dell'olfatto, anche dopo che la fase di infezione è passata. Anche se l'infezione può danneggiare il sistema olfattivo, un legame chiaro tra questo danno e i cambiamenti nelle funzioni cerebrali legate all'olfatto deve ancora essere stabilito con certezza.

I ricercatori hanno anche notato che alcune aree cerebrali non direttamente collegate all'olfatto possono essere influenzate, inclusi i regioni legate al movimento e alla coordinazione. Questo solleva preoccupazioni sul fatto che queste aree potrebbero già essere vulnerabili a malattie come il Parkinson e la loro condizione potrebbe peggiorare a causa dell'infezione. Alcune cellule nel cervello potrebbero essere più sensibili alle risposte infiammatorie, il che potrebbe portare a problemi aggiuntivi.

Approccio alla ricerca

Per indagare su questi problemi, gli scienziati hanno infettato dei topi con una versione di SARS-CoV-2 che colpisce principalmente il sistema respiratorio. Poi hanno analizzato aree specifiche del cervello legate all'olfatto e al movimento. L'obiettivo era vedere come l'infezione influenzasse la funzione cerebrale nel tempo. I risultati hanno mostrato che anche mesi dopo l'infezione, c'erano cambiamenti visibili simili a quelli visti nelle malattie neurologiche.

Cambiamenti nell'espressione genica

In studi precedenti, è stato scoperto che il senso dell'olfatto nei topi era influenzato dopo essere stati infettati con SARS-CoV-2. I ricercatori hanno osservato una riduzione di un enzima chiave legato alla Dopamina, un neurotrasmettitore importante per il movimento e il piacere. Per vedere se queste riduzioni durano, hanno infettato i topi e studiato i loro cervelli mesi dopo.

I risultati hanno indicato significative diminuzioni nel numero di cellule produttrici di dopamina nel bulbo olfattivo rispetto ai topi sani. Ulteriori test hanno confermato che questa diminuzione continuava nel tempo ed era associata a marcatori di infiammazione aumentati nel cervello. L'infiammazione probabilmente ha giocato un ruolo nei livelli ridotti di dopamina.

Perdita di neuroni dopaminergici

Un'infiammazione aumentata è stata osservata anche in un'altra area importante del cervello conosciuta come sostanza nera, che è cruciale per il movimento. Quest'area ha molti neuroni produttori di dopamina, e la loro perdita è un segno di malattie come il Parkinson. Lo studio ha mostrato che anche se il virus stesso non era più presente nel cervello, l'infiammazione è rimasta ed era collegata a livelli più bassi di dopamina.

I ricercatori hanno anche trovato che cambiamenti simili nei geni associati ai neurotrasmettitori erano specifici per la sostanza nera dei topi infetti. Questi risultati suggeriscono che l'infezione ha effetti duraturi sulle cellule che producono dopamina e potrebbe portare a problemi di movimento.

Collegamenti ai casi umani

Per capire come questi risultati possano riguardare gli esseri umani, i ricercatori hanno esaminato tessuti cerebrali di pazienti deceduti che avevano avuto il COVID-19. Hanno notato meno neuroni produttori di dopamina nella sostanza nera di questi pazienti rispetto a quelli che non erano stati infettati. Questo supporta l'idea che il COVID-19 possa effettivamente influenzare la funzione cerebrale in modi che somigliano alle malattie neurodegenerative.

Cambiamenti comportamentali

I ricercatori hanno effettuato test comportamentali sui topi infetti per valutare come i cambiamenti nei loro cervelli influenzassero i loro movimenti. Hanno scoperto che i topi infetti faticavano nei test di equilibrio e coordinazione, muovendosi meno dei topi sani. Inoltre, i topi infetti mostrano segni di ansia in certi test, indicando che il loro comportamento era cambiato in modo significativo.

Effetti dei trattamenti

Alcuni trattamenti antivirali, come nirmatrelvir e molnupiravir, aiutano a ridurre il virus nel corpo durante le prime fasi dell'infezione. I ricercatori hanno testato se questi trattamenti potessero ridurre gli effetti a lungo termine dell'infezione sul cervello. Hanno trovato che, mentre i trattamenti riducevano i livelli di virus e infiammazione, non miglioravano i problemi comportamentali o neurologici osservati nei topi infetti.

Conclusione

La ricerca rivela importanti collegamenti tra COVID-19 e potenziali effetti neurologici a lungo termine, mostrando come l'infiammazione e i cambiamenti nella produzione di neurotrasmettitori possano influenzare la funzione cerebrale. Anche se i trattamenti antivirali possono ridurre il carico virale iniziale e l'infiammazione, non sembrano alleviare i problemi neurologici duraturi causati dall'infezione.

Questi risultati sollevano preoccupazioni sul rischio di sviluppare malattie neurodegenerative dopo aver superato il COVID-19. Servono ulteriori studi per capire come il COVID-19 possa portare a queste condizioni e come attenuare gli effetti, ma è essenziale riconoscere la complessa relazione tra infezione virale, infiammazione e salute cerebrale.

Fonte originale

Titolo: Persistent Neurological Deficits in Mouse PASC Reveal Antiviral Drug Limitations

Estratto: Post-Acute Sequelae of COVID-19 (PASC) encompasses persistent neurological symptoms, including olfactory and autonomic dysfunction. Here, we report chronic neurological dysfunction in mice infected with a virulent mouse-adapted SARS-CoV-2 that does not infect the brain. Long after recovery from nasal infection, we observed loss of tyrosine hydroxylase (TH) expression in olfactory bulb glomeruli and neurotransmitter levels in the substantia nigra (SN) persisted. Vulnerability of dopaminergic neurons in these brain areas was accompanied by increased levels of proinflammatory cytokines and neurobehavioral changes. RNAseq analysis unveiled persistent microglia activation, as found in human neurodegenerative diseases. Early treatment with antivirals (nirmatrelvir and molnupiravir) reduced virus titers and lung inflammation but failed to prevent neurological abnormalities, as observed in patients. Together these results show that chronic deficiencies in neuronal function in SARS-CoV-2-infected mice are not directly linked to ongoing olfactory epithelium dysfunction. Rather, they bear similarity with neurodegenerative disease, the vulnerability of which is exacerbated by chronic inflammation.

Autori: Stanley Perlman, A. K. Verma, S. Lowery, L.-C. Lin, E. Duraisami, J. E. K. Abrahante, Q. Qiu, M. M. Hefti, R. C. Yu, M. W. Albers

Ultimo aggiornamento: 2024-06-03 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.02.596989

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.02.596989.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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