Coronavírus pode infectar células cerebrais chave, causando a morte de neurônios

O coronavírus que causa o COVID-19 pode infiltrar células em forma de estrela no cérebro, desencadeando uma reação em cadeia que pode desativar e até matar neurônios próximos, de acordo com um novo estudo.

As células em forma de estrela, chamadas de astrócitos, desempenham muitos papéis no sistema nervoso e fornecem combustível para os neurônios, que transmitem sinais por todo o corpo e cérebro. Em um prato de laboratório, o estudo descobriu que os astrócitos infectados pararam de produzir combustível crítico para os neurônios e secretaram uma substância “não identificada” que envenenava neurônios próximos.

Se os astrócitos infectados fizerem o mesmo no cérebro, isso poderia explicar algumas das mudanças estruturais vistas no cérebro dos pacientes, bem como algumas das “névoas cerebrais” e questões psiquiátricas que parecem acompanhar alguns casos de COVID-19, escreveram os autores.

Dito isto, o novo estudo, postado em 7 de fevereiro no banco de dados de pré impressão medRxiv, ainda não foi revisado por pares, e um dos especialista disse ao Live Science que “são dados muito preliminares” que ainda precisam ser verificados com pesquisas adicionais, especialmente no que diz respeito à morte dos neurônios vistas em pratos de laboratório.

“A principal mensagem do artigo é que o vírus é capaz de chegar lá, [em astrócitos]”, disse o autor do estudo Daniel Martins de Souza, professor associado e chefe de proteômica do Departamento de Bioquímica da Universidade de Campinas( USP). “Ele não chega lá todas as vezes, mas pode chegar lá.”

Outros estudos descobriram que o coronavírus também pode infectar diretamente os neurônios, embora a rota exata do vírus para o cérebro ainda esteja sob investigação, informou a Live Science anteriormente. O novo estudo pode adicionar astrócitos à longa lista de células que o SARS-CoV-2 ataca, mas muitas perguntas sobre o COVID-19 e o cérebro permanecem sem resposta, disseram os autores.

No cérebro de pacientes COVID-19

O novo estudo retirou dados de três fontes: células em pratos de laboratório, tecido cerebral de pacientes falecidos e tomografias cerebrais de pacientes vivos que haviam se recuperado de infecções leves de COVID-19.

Dadas as diferenças acentuadas entre cada braço do estudo, “acho que é difícil comparar a porção da doença leve do estudo com a coorte de doenças graves”, disse a Dra. Em outras palavras, as alterações cerebrais vistas na infecção leve podem não ser impulsionadas pelos mesmos mecanismos que os vistos no tecido de pessoas que morreram de COVID-19.

Para avaliar os 81 pacientes com infecções leves, a equipe fez exames de ressonância magnética (RM) de seus cérebros e os comparou com exames de 145 voluntários sem histórico de COVID-19. Eles descobriram que certas regiões do córtex cerebral – a superfície enrugada do cérebro responsável por processos complexos como memória e percepção – mostraram diferenças significativas na espessura entre os dois grupos.

“Foi surpreendente”, disse a autora do estudo, Dra.

Os exames de ressonância magnética foram feitos cerca de dois meses após o diagnóstico de cada paciente COVID-19, mas “em dois meses, eu não esperaria tais mudanças”, assumindo que o cérebro dos pacientes mais uma vez se parecia mais com os participantes não infectados”, disse Yasuda. Normalmente, apenas insultos persistentes a longo prazo causam mudanças na espessura do córtex, acrescentou. O estresse crônico, o abuso de drogas e infecções como o HIV têm sido associados a mudanças na espessura cortical, por exemplo, disse Nagel.

Nos pacientes do COVID-19, regiões do córtex localizadas logo acima do nariz apresentaram afinamento significativo, sugerindo que o nariz e os nervos sensoriais relacionados podem ser uma rota importante para o vírus no cérebro, disse Yasuda. Dito isso, o vírus provavelmente não invade o cérebro de todos; mas mesmo naqueles que evitam infecções cerebrais diretas, respostas imunes como inflamação podem às vezes danificar o cérebro e diminuir o córtex, disse Yasuda. Este estudo em particular não pode mostrar se a infecção direta ou inflamação impulsionou as diferenças; ele só mostra uma correlação entre COVID-19 e espessura do córtex, observou Nagel.

Para entender melhor a frequência e quão extensivamente o SARS-CoV-2 invade o cérebro, a equipe coletou amostras cerebrais de 26 pacientes que morreram de COVID-19, encontrando danos cerebrais em cinco dos 26.

Os danos incluíram manchas de tecido cerebral morto e marcadores de inflamação. Notavelmente, a equipe também detectou material genético SARS-CoV-2 e a” proteína de pico” viral “, que se mantém fora da superfície do vírus, em todos os cinco cérebros dos pacientes. Esses achados indicam que suas células cerebrais foram diretamente infectadas pelo vírus.

A maioria das células infectadas eram astrócitos, seguidos por neurônios. Isso insinuou que, uma vez que o SARS-CoV-2 chega ao cérebro, os astrócitos podem ser mais suscetíveis à infecção do que os neurônios, disse Martins de Souza.

Para o laboratório

Com esses novos dados em mãos, a equipe foi ao laboratório para realizar experimentos com astrócitos humanos derivados de células tronco, testando como o coronavírus entra nessas células e como eles reagem à infecção.

Os astrócitos não possuem receptores ACE2, a porta principal que o coronavírus usa para entrar nas células, isso confirmou vários estudos anteriores mostrando a falta de ACE2 nas células em forma de estrela. Em vez disso, os astrócitos têm um receptor chamado NRP1, outra entrada que a proteína do pico pode penetrar para desencadear infecção, a equipe encontrou. “Sabe-se entre os pesquisadores do coronavírus que o ACE2 não é apenas necessário para a entrada de vírus nas células”, e que o NRP1 às vezes serve como outro gateway, disse Nagel.

Quando os pesquisadores bloquearam o NRP1 em experimentos de laboratório, o SARS-CoV-2 não infectou astrócitos. Uma vez que o vírus desliza dentro de um astrócitos, a célula em forma de estrela começa a funcionar de forma diferente. Em particular, a célula começa a queimar através da glicose a uma taxa mais alta, mas estranhamente, os subprodutos normais desse processo diminuem em número. Esses subprodutos incluem acido pirúvico e lactato, que os neurônios usam para combustível e para construir neuro transmissores os mensageiros químicos do cérebro.

“E isso, é claro, afetará todos os outros papéis que os neurônios estão desempenhando no cérebro”, disse Martins-de-Souza.

Dados dos pacientes falecidos do COVID-19 confirmaram o que viram no laboratório; por exemplo, as amostras cerebrais infectadas também apresentaram níveis extraordinariamente baixos de pirúvico e lactato, em comparação com amostras SARS-CoV-2 negativos.

“Ainda não sabemos se pacientes leves do COVID-19 têm infecção pelo vírus no cérebro”, por isso é especulativo conectar as mudanças na espessura cortical à morte de neurônios relacionados ao astrócitos, disse Nagel. Além disso, “os resultados em um prato podem ser diferentes dos do cérebro in vivo”, então os achados precisam ser verificados em cérebros humanos, acrescentou.

Próximos passos

Olhando para a frente, Martins de Souza e sua equipe querem investigar como o metabolismo da glicose dá errado em astrócitos infectados, e se o vírus de alguma forma desvia essa energia extra para alimentar sua própria replicação, disse ele. Também estão investigando o fator não identificado que causa a morte dos neurônios.

A equipe também acompanhará os pacientes vivos do estudo, coletando mais ressonâncias magnéticas para ver se o córtex cerebral permanece fino ao longo do tempo, disse Yasuda. Eles também estarão coletando amostras de sangue e dados sobre quaisquer sintomas psicológicos, como neblina cerebral, problemas de memória, ansiedade ou depressão. Eles já começaram a estudar como as mudanças observadas na espessura cortical podem estar relacionadas à forma como as células cerebrais enviam sinais ou constroem novas conexões entre si, de acordo com um comunicado.

A equipe vai monitorar quaisquer novas condições relacionadas ao cérebro que possam surgir em seus pacientes, como demência ou outras doenças neuro degenerativas para determinar se o COVID-19 de alguma forma aumentou sua probabilidade.

“Espero não ver isso”, disse Yasuda. “Mas tudo tem sido tão surpreendente para nós, que podemos ver alguns desses problemas indesejados no futuro.”

Fonte Original Live Science