Выращенные в лаборатории
«Мини-мозг» биоинженерия из стволовых клеток человека. Шар составляет около одной трети миллиметра и содержит около 30000 клеток. Ядра клеток синие. Вирус SARS-CoV-2 окрашен в красный цвет, что указывает на то, что небольшая часть клеток мозга несет большое количество вирусных частиц. Это означает, что вирус размножился в зараженных клетках. Предоставлено: Центр по альтернативам тестированию на животных (CAAT), Школа общественного здравоохранения Bloomberg Джонса Хопкинса.

Многопрофильная команда из двух учреждений Университета Джона Хопкинса, в которую входят нейротоксикологи и вирусологи из Школы общественного здравоохранения Bloomberg и специалисты по инфекционным заболеваниям из медицинской школы, обнаружили, что органоиды (крошечные культуры тканей, сделанные из клеток человека, которые имитируют целые органы) ), известный как «мини-мозг», может быть заражен вирусом SARS-CoV-2, который вызывает COVID-19.

Результаты, свидетельствующие о том, что вирус может заразить клетки головного мозга человека, были опубликованы онлайн 26 июня 2020 года в журнале ALTEX: альтернативы экспериментам на животных.

В ранних сообщениях из Ухани, Китай, о происхождении пандемии COVID-19, предполагалось, что у 36% пациентов с этим заболеванием проявляются неврологические симптомы, но неясно, поражает ли вирус клетки человеческого мозга. В своем исследовании исследователи Джона Хопкинса продемонстрировали, что некоторые человеческие нейроны экспрессируют рецептор, ACE2, который является тем же самым, который вирус SARS-CoV-2 использует для проникновения в легкие. Поэтому они предположили, что ACE2 также может обеспечить доступ к мозгу.

Когда исследователи внедрили вирусные частицы SARS-CoV-2 в модель мини-мозга человека, команда обнаружила — что, как считается, впервые — доказательства заражения и репликации патогена.

Человеческий мозг хорошо защищен от многих вирусов, бактерий и химических веществ благодаря гематоэнцефалическому барьеру, который, в свою очередь, часто предотвращает инфицирование мозга. «Пройдет ли этот барьер вирус SARS-CoV-2 или нет, пока не ясно», — отмечает старший автор Томас Хартунг, доктор медицинских наук, заведующий кафедрой доказательной токсикологии в Школе общественного здравоохранения Блумберга. «Однако известно, что серьезные воспаления, такие как те, которые наблюдаются у пациентов с COVID-19, разрушают барьер».

Непроницаемость гематоэнцефалического барьера, добавляет он, также может представлять проблему для разработчиков лекарств, нацеленных на мозг.

Влияние SARS-CoV-2 на развивающийся мозг является еще одной проблемой, поднятой в исследовании. Предыдущие исследования Университета Париж-Сакле показали, что вирус проникает через плаценту, и у эмбрионов отсутствует гематоэнцефалический барьер на ранних стадиях развития. «Чтобы быть очень ясным, — говорит Хартунг, — у нас нет доказательств того, что вирус вызывает нарушения развития».

Однако мини-мозг, который моделирует растущий человеческий мозг, содержит рецептор ACE2 с самых ранних стадий развития. Поэтому, говорит Хартунг, полученные данные свидетельствуют о том, что следует соблюдать особую осторожность во время беременности.

«Это исследование — еще один важный шаг в нашем понимании того, как инфекция приводит к симптомам, и где мы могли бы бороться с болезнью COVID-19 с помощью медикаментозного лечения», — говорит Уильям Бишай, доктор медицинских наук, профессор медицины в медицинский факультет Университета Джонса Хопкинса и руководитель группы по инфекционным заболеваниям.

Четыре года назад в Школе общественного здравоохранения Блумберга были разработаны модели мини-мозга, полученные из стволовых клеток человека, известные как BrainSpheres. Они были первыми серийно выпускаемыми высоко стандартизированными органоидами в своем роде и использовались для моделирования ряда заболеваний, в том числе инфекций, таких как вирусы Зика, денге и ВИЧ.




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *