Przez nos do mózgu

Przez nos do mózgu

Naukowcy z Bydgoszczy jako pierwsi na świecie wskazali, jak nowy koronawirus może uszkadzać zmysł węchu

Dr hab. Rafał Butowt – neurobiolog, profesor UMK z Katedry Biologii i Biochemii Medycznej Collegium Medicum w Bydgoszczy

Jak się okazało, objawami zachorowania na COVID-19 są nie tylko wysoka gorączka, duszności i kaszel. Niekiedy dołączają do nich utrata węchu i smaku. Jak często?
– Na zaburzenia oddechowe, które prowadzą czasem do ciężkiego zapalenia płuc, zwrócono uwagę w pierwszej kolejności. Były oczywiste. Ale szybko, już po miesiącu czy dwóch od wybuchu pandemii, zorientowano się, że są też inne objawy. Po pierwsze, skórne, np. dziwne, ospopodobne wysypki. Po drugie, pokarmowe, np. biegunki czy zaparcia. I po trzecie, właśnie neurologiczne – m.in. utrata węchu i smaku. Na tych ostatnich skupiono się bardziej, bo o ile skórne i pokarmowe ustępują – jak się wydaje – bez powikłań, o tyle neurologiczne mogą prowadzić do skutków bardzo poważnych, długookresowych. Ostrożnie szacuje się, że utrata węchu i smaku dotyczy od jednej trzeciej do dwóch trzecich zachorowań na COVID-19. Niektórzy twierdzą, że może wystąpić nawet u 90% pacjentów.

Na jakim etapie choroby występują objawy neurologiczne?
– Zaburzenia smaku i węchu – bardzo szybko. Przypuszcza się, że można je uznać za jeden z biomarkerów wczesnego wykrywania choroby. Warto wspomnieć, że w kwietniu WHO oficjalnie uznała utratę węchu i smaku za jeden z istotnych symptomów zakażenia nowym koronawirusem. Ale są również inne, nieco późniejsze objawy, np. zaburzenia świadomości, depresje, nawet delirium. Lekarze już wskazują, że wśród pacjentów z COVID-19, szczególnie u tych młodszych, częściej dochodzi do udaru mózgu.

Utrata węchu i smaku jest całkowita czy częściowa?
– Ludzie reagują dwojako. Anosmia, czyli całkowita utrata, jest rzadsza i dotyczy ok. 20-30% chorych, a hiposmia, częściowa utrata, występuje dwa razy częściej.

Dochodzi do blokowania czy uszkodzenia węchu i smaku?
– Dobre pytanie. Bo to w istocie pytanie o mechanizm wnikania wirusa SARS-CoV-2 do układu węchowego. Wiemy od lat, że niektóre szczepy wirusa grypy także upośledzają węch, ale nikt dotąd tego dokładnie nie badał. Dlatego nie wiemy, jaka jest przyczyna upośledzenia. Przyjmuje się roboczo, że w grypie tracimy węch tylko na skutek dużych ilości wydzielin, które mechanicznie blokują drogi oddechowe. Natomiast przy zakażeniu nowym koronawirusem w wielu przypadkach o blokowaniu fizycznym nie ma mowy, ale zaburzenia węchu występują. Stało się to dla mnie jasne już w styczniu, gdy sprawdzałem relacje pacjentów z Chin, Korei i Włoch. Dziś, gdy udało się nam poznać prawdopodobny mechanizm, wiemy, że dochodzi do uszkodzenia konkretnych komórek układu węchowego.

Jaki jest ten mechanizm?
– Nie mogliśmy pracować z infekcyjnym wirusem, bo wymagałoby to dostępu do laboratorium mającego najwyższe i kosztowne zabezpieczenia. A UMK, mimo statusu uczelni badawczej, takim laboratorium nie dysponuje. Nawet gdy trzeba kupić odczynniki za parę tysięcy złotych, to też jest problem. Dlatego przyjęliśmy odmienną strategię. Na podstawie danych naszych i innych, dostępnych w publicznych bazach, przeprowadziliśmy analizy pod kątem receptorów wirusa SARS-CoV-2 koniecznych do wniknięcia do ludzkich komórek. Wielu lekarzy podejrzewało, że koronawirus przenika do neuronów węchowych, ale my szybko postawiliśmy na komórki nieneuronalne i okazało się, że wirus rzeczywiście może łatwo przeniknąć do komórek podporowych, które są istotną częścią nabłonka węchowego.

Skąd nazwa? Te komórki coś podpierają?
– Metabolicznie podpierają czy raczej – moglibyśmy powiedzieć – wspierają neurony węchowe. Neurony węchowe bez komórek podporowych nie są w stanie prawidłowo odbierać zapachów. Można je również porównać do wątroby, która oczyszcza nasz organizm. A to dlatego, że m.in. oczyszczają wdychane powietrze z toksycznych substancji, które mogłyby uszkodzić neurony.

Wasza praca była tylko teoretyczna?
– Nie, druga część była typowo eksperymentalna. Badaliśmy myszy, które na poziomie genów i białek mają układ węchowy bardzo podobny do człowieka. Na pierwszym etapie wskazaliśmy, że najprawdopodobniej komórki nieneuronalne odpowiadają za wiązanie i namnażanie wirusa w układzie węchowym, co zawarliśmy w pierwszej pracy opublikowanej na początku kwietnia br. na łamach amerykańskiego „ACS Chemical Neuroscience”. A w drugiej, wydrukowanej miesiąc później na łamach tego samego pisma, wskazaliśmy, że to komórki podporowe są infekowane przez wirusa SARS-CoV-2.

Przed wami zatem potwierdzenie eksperymentu na ludziach.
– My nie mamy takich możliwości, ale inni idą dalej naszym tropem. Wiem, że takie badania prowadzone są obecnie m.in. na amerykańskim Harvardzie i w Szwajcarii. Ale mamy satysfakcję, że przez moment byliśmy w pierwszym rzędzie badaczy pracujących nad różnymi aspektami COVID-19, jako pierwsi na świecie wskazaliśmy, jak nowy koronawirus może uszkadzać u człowieka zmysł węchu. Niestety, dalej nie jesteśmy w stanie w żaden sposób dotrzymać kroku konkurencyjnym grupom badawczym. Z przyczyn organizacyjnych i finansowych. Pod ostatnią amerykańską pracą na ten temat podpisało się ok. 30 osób z Harvardu – bogatej, świetnie wyposażonej uczelni. Jak ma z nimi konkurować nasz trzyosobowy zespół, który na dotychczasowe badania nie dostał wsparcia finansowego?

To w jaki sposób przeprowadziliście część eksperymentalną?
– Finansowałem ją w dużej części z własnej kieszeni. Wydałem kilkanaście tysięcy m.in. na niektóre potrzebne odczynniki, mogę pokazać rachunki. Ale też korzystałem z własnego sprzętu, tzn. aparatów do namnażania materiału genetycznego, do produkcji wody molekularnej, do elektroforezy. Przyniosłem poza tym blok do podgrzewania próbek, wagę, pipety. Bo nie było pieniędzy, żeby kupić taki sprzęt z funduszy uczelni. Z drugiej strony prowadzenie tych badań nie byłoby możliwe, gdyby nie finansowanie z Narodowego Centrum Zdrowia uzyskane w latach 2014-2018, gdyż materiał, odczynniki oraz wyniki z tamtego projektu niezmiernie pomogły w badaniach, o których mówimy.

Może nie staraliście się aktywnie o pieniądze?
– Pisaliśmy wnioski o środki, gdzie się dało. Na razie bez rezultatu. Narodowe Centrum Nauki w czasie pandemii stworzyło szybką ścieżkę dostępu do funduszy na badania nad COVID-19. Aplikowaliśmy, ale bez powodzenia. NCN uznało badania za niewarte finansowania, argumentując, że są trudne do wykonania i zbyt skomplikowane. Trzeba jednak przyznać, że konkurencja w tym konkursie była mordercza. Spłynęło prawie 300 wniosków, a sfinansowano jedynie 19.

Z UMK, który również rozdysponowywał znaczne fundusze na prace związane z pandemią, nie przyznano nam ani złotówki. Choć było to po publikacji dwóch prac na ten temat. A w konkursie złożono jedynie 14 wniosków. Dopiero po kolejnym odwołaniu, wspartym doniesieniami medialnymi na temat naszych prac i braku finansowania, uczelnia zdecydowała się przyznać nam 100 tys. zł. Niestety, wcześniej, 31 marca, kierownik katedry zwolnił mnie z funkcji kierownika zakładu genetyki molekularnej komórki, czym w zasadzie zatrzymał realizowany przeze mnie program badań.

Czy są inne prawdopodobne hipotezy, jak koronawirus SARS-CoV-2 może upośledzać węch?
– Wskazane przez nas uszkadzanie komórek podporowych jest hipotezą wiodącą. Ale nie można do końca wykluczyć innych dróg, takich jak uszkodzenie wyższych ośrodków węchowych w mózgu (gdyby wirus dotarł tam inną drogą), np. w korze mózgowej. Teoretycznie możliwa jest też nadmierna reakcja układu immunologicznego na infekcję wirusową, gdyż może ona doprowadzić do uszkodzenia niektórych narządów na zasadzie reakcji autoimmunologicznej, czyli gdy organizm niszczy własne komórki lub tkanki. Ale wtedy najbardziej zagrożeni SARS-CoV-2 byliby ludzie z najsprawniejszym układem autoimmunologicznym, czyli młodzi i w wieku średnim, a jak wiemy, COVID-19 jest najgroźniejszy dla osób starszych. Cieszy nas, że dotychczasowe prace z innych ośrodków potwierdzają naszą hipotezę badawczą.

Czy to upośledzenie węchu zawsze jest odwracalne?
– Najczęściej tak, ale nie zawsze. Pomimo że komórki podporowe regenerują się i zazwyczaj węch wraca po trzech-czterech tygodniach, niektórzy pacjenci skarżą się, że po wyzdrowieniu bodźce węchowe odbierają dużo słabiej. A zdarza się, że nie czują smaków i zapachów przez dwa-trzy miesiące. Czy na zawsze? Czas pokaże. To są tematy na nowe, pasjonujące badania. Ta skala zaburzeń węchu i przede wszystkim przedłużające się uszkodzenie zmysłu powonienia wskazywałyby na jakąś penetrację mózgu przez wirusa, czyli może dochodzić do powolnej infekcji mózgu. Możemy mieć także do czynienia z jakąś uśpioną formą wirusa, która powoli penetruje do mózgu i jest przechowywana w niektórych jego komórkach. Ten aspekt biologii SARS-CoV-2 wymaga intensywnych badań, gdyż uśpienie dotyczy najczęściej wirusów, których materiałem genetycznym jest DNA (np. wirus ludzkiej opryszczki, HSV), a ludzkie koronawirusy mają inny nośnik genetyczny – RNA.

Czyli skutki COVID-19 możemy odczuć po wielu latach?
– Możemy za rok czy kilka lat zaobserwować skokowy wzrost chorób psychicznych. Ale równie dobrze na konsekwencje możemy czekać znacznie dłużej. Wielu badaczy uważa, że wirusy grypy, opryszczki i inne wpływają na rozwój chorób neurodegeneracyjnych. Do dzisiaj nie wiemy, dlaczego w XX i XXI w. mamy tak wiele przypadków choroby Alzheimera i Parkinsona. Czy na pewno to wynik wydłużenia i zmiany stylu życia? Czy tylko dlatego, że tych chorób wcześniej nie diagnozowano?

Wiele wskazuje, że infekcje wirusowe mają duży wpływ na skalę zachorowalności. Amerykanie zauważyli, że w latach 40. i 50. XX w., czyli 20-30 lat po pandemii hiszpanki, która miała miejsce w latach 1919-1920, nastąpił skokowy wzrost zachorowalności na chorobę Parkinsona. Z 1% do 2,5-3%. Po czym ta fala obniżyła się do poziomu obserwowanego obecnie. A przecież ani styl, ani długość życia Amerykanów w tym czasie zasadniczo się nie zmieniły. Dlatego powinniśmy intensywnie badać powiązania wirusa SARS-CoV-2 z układem nerwowym, szczególnie z mózgiem, gdyż negatywne skutki możemy odczuć znacznie później. Bez tej wiedzy trudno myśleć o planowaniu strategii terapeutycznych.

Czas pandemii uświadomił nam, że można żyć bez cotygodniowej dawki piłki nożnej czy skoków narciarskich, ale świat nie jest w stanie funkcjonować bez dalszych badań naukowych. Od tego po prostu zależy nasze bezpieczeństwo, gdyż jest niemal pewne, że w przyszłości będziemy mieli do czynienia z kolejnymi wirusowymi pandemiami.

Fot. Małgorzata Szczepańska-Piszcz

Wydanie: 23/2020

Kategorie: Zdrowie

Napisz komentarz

Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy