COVID-19が脳の健康に与える影響
研究によると、軽度のCOVID-19が脳機能にどのように影響するかが分かった。
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SARS-CoV-2はCOVID-19を引き起こすウイルスで、主に呼吸器系に影響を与える。でも、感染後に神経や脳に問題を報告する人もいるんだ。これらの問題は呼吸器の病気がどれだけ深刻だったかに関係なく起こることがあって、混乱、頭痛、記憶喪失みたいな問題が含まれることもある。こうした症状の中には、数週間から数ヶ月続くものもあって、これをロングCOVIDって呼んでる。脳や神経の問題が起こる理由はまだ完全には解明されてないんだ。
ウイルスが神経系に与える影響
研究によると、SARS-CoV-2は脳や神経系に入り込むことができるんだ。ウイルスは鼻の経路や血流を通って入ることができる。重要な侵入経路のひとつが嗅粘膜で、これは嗅覚を担当する鼻腔の組織だ。ここでウイルスが増殖したり、脳の他の部分に移動したりすることがある。感染した患者では、ウイルスは主に嗅覚領域の特定の細胞に影響を与えるけど、脳の他の部分でも見つかることがある。一部の研究では、さまざまな場所でウイルスの存在が確認されたけど、他の研究ではそうではなかった。
動物を使った実験では、フェレットやハムスターの嗅球にウイルスが見つかって、嗅覚の神経を通じて神経系に侵入する可能性が示唆された。実験室の条件下では、ウイルスが人間の幹細胞から作られた脳のような細胞を感染させることが示されていて、脳に影響を与える可能性があることを示してる。
脳に対するウイルスの影響
SARS-CoV-2が脳に与える悪影響は、直接感染だけじゃない。ウイルスが脳細胞に直接感染しなくても、脳細胞の変化や炎症が起こることがある。感染した人は、特定の脳細胞の活性化が増加してるサインを示すことがあって、これが炎症や他の問題につながることがある。
例えば、COVID-19で亡くなった人の脳には、特定の免疫細胞が明らかに増えてた。これらの細胞は保護的な役割を果たすけど、腫れや他の問題の原因にもなる。感染した動物でもこれらの変化のサインが見られた。
フェレットの研究
軽度の呼吸器疾患の後にSARS-CoV-2が脳にどう影響するかを知るために、研究者たちはフェレットを調べた。フェレットは人間の生物学といくつかの面で似てるから、研究モデルとして重要なんだ。研究は、ウイルスに鼻から曝露されて軽度の病気しか発症しなかったフェレットに焦点を当てた。
研究者たちは、感染後の異なる時期にこれらのフェレットの脳組織を調べて、脳の損傷やウイルスの存在、脳細胞の変化を特定した。また、比較のために感染していない動物の組織も調べた。
方法論
研究者たちは、感染したフェレットの脳と鼻の組織を、感染後1週間と3週間に収集した。これらの組織はウイルスの存在や脳構造の変化を分析した。
彼らは、ウイルスが脳細胞に与える影響を調べるために高度な技術を使用し、炎症の有無をチェックした。微小神経膠細胞や星状細胞など、脳の健康に重要な特定の細胞タイプに焦点を当てた。
研究の結果
研究では、ウイルスが鼻のエリアに存在していた一方で、脳内での存在は限られていたことがわかった。調べた組織には重大な脳の損傷や炎症は見られなかったが、脳細胞の変化のサインは観察された。
特に、脳内の免疫細胞の活性化が測定された。感染したフェレットの特定の脳細胞が活性化されているサインが、対照群よりも多かった。これにより、ウイルスが脳に広範囲に侵入しなくても、脳機能に影響を及ぼす何らかの混乱を引き起こしていることが示唆された。
影響を受けた脳細胞の種類
微小神経膠細胞は、病気や怪我に反応する脳の免疫細胞だ。この研究では、感染したフェレットの微小神経膠細胞の数が増えていて、ウイルスに対する活発な反応を示してることがわかった。これは保護的な措置かもしれないけど、炎症などのさらなる問題にもつながる可能性がある。
星状細胞は、ニューロンをサポートする脳の別のタイプの細胞だ。研究では、これらの細胞の数と活性の変化も示された。場合によっては、感染したフェレットの活性レベルは対照群よりも低いことが示されていて、ウイルスの存在がこれらの細胞をあまり活発にしていない可能性を示している。
結果の意味
これらの結果は、軽度のCOVID-19感染後に脳で起こる複雑な変化を示唆してる。ウイルスが脳に重篤に侵入しなくても、その存在が精神的健康や認知に影響を及ぼす変化を引き起こすことがある。微小神経膠細胞の活性の増加や星状細胞の変化は、短期的および長期的に脳の働きに影響を与える可能性がある。
こうした変化は、ロングCOVIDで報告される記憶の問題や混乱に寄与するかもしれない。このプロセスを理解することは、COVID-19から回復した人々が体験する持続的な影響に対する治療法を開発する上で重要だ。
次はどうする?
この研究は、軽度のCOVID-19が脳に与える影響を長期的に調べる必要性を強調してる。ウイルスの長期的な影響や、同様の変化が人間の患者に起こるかどうかについて重要な疑問を提起している。
今後の研究は、これらの細胞の変化が脳の機能にどう影響するか、ロングCOVID患者に見られる症状との関連を理解することに焦点を当てるべきだ。これにより、COVID-19後の持続的な影響に苦しむ人々に対する管理や治療の選択肢が向上する可能性がある。
結論
要するに、SARS-CoV-2は主に呼吸器系に影響を与えるけど、この研究は軽度の感染後でも脳に変化をもたらす可能性があることを示してる。フェレットに関する研究は、ウイルスが正常な脳機能を破壊する可能性があることを示していて、さまざまな神経学的症状につながることがある。今後もこの分野の探求を続けることが、COVID-19やその後の影響を受けた人々にとって重要だ。
タイトル: Neuroinvasive and neurovirulent potential of SARS-CoV-2 in the acute and post-acute phase of intranasally inoculated ferrets
概要: Severe acute respiratory syndrome corona virus 2 (SARS-CoV-2) can cause systemic disease, including neurological complications, even after mild respiratory disease. Previous studies have shown that SARS-CoV-2 infection can induce neurovirulence through microglial activation in the brains of patients and experimentally inoculated animals, which are models representative for moderate to severe respiratory disease. Here, we aimed to investigate the neuroinvasive and neurovirulent potential of SARS-CoV-2 in intranasally inoculated ferrets, a model for subclinical to mild respiratory disease. The presence of viral RNA, histological lesions, virus-infected cells, and the number and surface area of microglia and astrocytes were investigated. Viral RNA was detected in various respiratory tissue samples by qPCR at 7 days post inoculation (dpi). Virus antigen was detected in the nasal turbinates of ferrets sacrificed at 7 dpi and was associated with inflammation. Viral RNA was detected in the brains of ferrets sacrificed 7 dpi, but in situ hybridization nor immunohistochemistry did not verify evidence of infection. Histopathological analysis of the brains showed no evidence for an influx of inflammatory cells. Despite this, we observed an increased number of Alzheimer type II astrocytes in the hindbrains of SARS-CoV-2 inoculated ferrets. Additionally, we detected an increased microglial activation in the olfactory bulb and hippocampus, and a decrease in the astrocytic activation status in the white matter and hippocampus of SARS-CoV-2 inoculated ferrets. In conclusion, although showed that SARS-CoV-2 has limited neuroinvasive potential in this model for subclinical to mild respiratory disease, there is evidence for neurovirulent potential. This study highlights the value of this ferret model to study the neuropathogenecity of SARS-CoV-2 and reveals that a mild SARS-CoV-2 infection can affect both microglia and astrocytes in different parts of the brain.
著者: Debby van Riel, F. F. W. Benavides, E. J. B. V. Kroeze, L. M. Leijten, K. S. Schmitz, P. van Run, T. Kuiken, R. D. de Vries, L. Bauer
最終更新: 2024-09-23 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.21.614276
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.21.614276.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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