Een groot aantal onderzoekers wordt momenteel gemobiliseerd om de kennis over SARS-CoV-2 te vergroten om de behandeling van geïnfecteerde patiënten te verbeteren en de toekomstige gezondheidseffecten van infectie met het virus te voorspellen. Als onderdeel van een internationale samenwerking hebben onderzoekers van Inserm, Université de Lille, Universitair Ziekenhuis van Lille en Pasteur Institute Lille binnen het Lille Neuroscience & Cognition-laboratorium, samen met hun collega’s van het CNRS1, als eersten een direct effect van SARS geïdentificeerd -CoV-2 op de bloedvaten van de hersenen. Bepaalde cellen, namelijk de cerebrale vasculaire endotheelcellen – essentiële componenten van de bloed-hersenbarrière die de hersenen beschermt – worden aangetast door een fenomeen van celdood. Deze bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Neuroscience, stellen met name de langetermijneffecten van de ziekte in vraag.
De bloedvaten bestaan uit endotheelcellen. Deze omvatten de vasculaire endotheelcellen in de hersenen die de bloed-hersenbarrière (BBB) vormen. De primaire functie van de BBB is om het centrale zenuwstelsel te isoleren van de bloedbaan, te voorkomen dat vreemde stoffen of potentieel giftige moleculen de hersenen en het ruggenmerg binnendringen, terwijl de overdracht van voedingsstoffen die essentieel zijn voor hun activiteit mogelijk wordt. Als onderdeel van deze inspanning spelen de vasculaire endotheelcellen in de hersenen daarom een sleutelrol bij de juiste irrigatie van het orgaan, waarbij hun overleving essentieel is om het goed te laten functioneren.
In het kader van een internationale samenwerking gefinancierd door de European Research Council3, hebben de auteurs van de studie gekeken naar de vasculaire endotheelcellen van de hersenen en de gevolgen van SARS-CoV-2-infectie op hun functioneren.
Met behulp van preklinische onderzoeksmodellen en ook door het bestuderen van de cortex van patiënten die stierven als gevolg van SARS-CoV-2-infectie, hebben de onderzoekers aangetoond dat infectie leidt tot de dood van endotheelcellen in de hersenen, wat resulteert in het verschijnen van “spookvaten”. ” in de hersenen (lege buisjes zonder endotheelcellen).
Hierdoor kunnen deze essentiële cellen hun functie in de BBB niet meer uitoefenen.
Hoe vindt deze endotheelceldood plaats? Wat zijn de betrokken mechanismen? Dankzij state-of-the-art technieken2 heeft het team ontdekt dat SARS-CoV-2 de productie genereert, uit zijn eigen genetisch materiaal, van moleculaire scharen door de endotheelcellen die het infecteert. Deze scharen klieven een eiwit genaamd NEMO dat, omdat het nodig is voor de endotheelcellen om te overleven, leidt tot hun dood.
Volgens de wetenschappers kan het afsterven van vasculaire endotheelcellen in de hersenen twee grote gevolgen hebben:
Een tijdelijke breuk van de BBB die microbloedingen veroorzaakt in gebieden waar het bloed niet vrij toegankelijk is.
Hypoperfusie van sommige hersengebieden (vanwege de aanwezigheid van niet-functionele spookvaten), wat een afname van de bloedstroom is die in de meest ernstige gevallen fataal kan zijn.
Uit het onderzoek blijkt echter dat de situatie omkeerbaar is.
Bovendien zijn de wetenschappers geïnteresseerd in de langetermijneffecten van deze fase van kwetsbaarheid waarin de hersenspoeling wordt verminderd. Volgens hen, zelfs als deze hypothese nog moet worden geverifieerd, zou dit tijdvenster bepaalde mensen met de ziekte vatbaar kunnen maken voor het ontwikkelen van cognitieve of neurodegeneratieve aandoeningen, of zelfs dementie.
“Dit besef van de ernst van SARS-CoV-2-infectie en de gevolgen ervan voor een goede hersenfunctie is van vitaal belang om de best mogelijke behandeling van geïnfecteerde patiënten in de komende jaren mogelijk te maken”, concludeert Vincent Prévot, onderzoeksdirecteur van Inserm.
https://www.nature.com/articles/s41593-021-00926-1