Johns Hopkins-onderzoek onder leiding van medicijnen vindt dat door ontsteking veroorzaakte zenuwbeschadiging de geursignalen naar de hersenen verzwakt.
Anosmie, het verlies van geur, is een frequent en vaak langdurig symptoom geassocieerd met COVID-19 dat de kwaliteit van leven van een persoon ernstig kan belasten, waardoor het extreem moeilijk wordt om voedsel te proeven, gevaren in de lucht in de omgeving te detecteren en andere functies uit te voeren afhankelijk van de zin.
Hoewel de verwoestende gevolgen van door COVID-gemedieerde anosmie algemeen bekend zijn, blijven de biologische mechanismen die aan de aandoening ten grondslag liggen een beetje een mysterie. In een onderzoek dat vandaag in JAMA Neurology is gepubliceerd , toont een team onder leiding van Johns Hopkins Medicine aan dat reukverlies hoogstwaarschijnlijk een secundair gevolg is van een ontsteking die optreedt wanneer het immuunsysteem van het lichaam reageert op een SARS-CoV-2-infectie in plaats van een directe actie van de virus.
“Als neuropatholoog vroeg ik me af waarom geurverlies een veel voorkomend symptoom is bij COVID-19, maar niet bij andere aandoeningen van de luchtwegen”, zegt hoofdauteur Cheng-Ying Ho, MD, Ph.D. , universitair hoofddocent pathologie aan de Johns Hopkins University School of Medicine. “Dus hebben we besloten om diep in de mechanica van geur te graven om te zien wat er werkelijk gebeurt op cellulair niveau wanneer SARS-CoV-2 het lichaam binnendringt.”
Om hun onderzoek uit te voeren, verzamelden Ho en haar collega’s weefsels van de bulbus olfactorius aan de basis van de hersenen – een gebied dat zenuwimpulsen doorgeeft met informatie over geuren – van 23 personen die stierven aan COVID-19 en een controlegroep van 14 die stierven door andere oorzaken en die op het moment van hun overlijden geen detecteerbaar SARS-CoV-2 hadden.
Alle weefsels werden geëvalueerd op detecteerbare SARS-CoV-2-deeltjes; de structuur en kenmerken van de cellen, bloedvaten en neuronen (zenuwcellen) erin, met behulp van zowel licht- als elektronenmicroscopie; en het aantal aanwezige axonen (de delen van neuronen die elektrische impulsen doorgeven). Informatie over reuk en smaak werd verkregen uit klinische dossiers van drie patiënten en uit familie-interviews voor de rest.
Drie van de 23 patiënten met COVID-19 waren vastbesloten hun reukvermogen te hebben verloren, vier hadden een verminderd reukvermogen en twee hadden verlies van zowel geur als smaak. Van geen van de 14 patiënten in de controlegroep werd vastgesteld dat ze reuk- of smaakverlies hadden.
De onderzoekers wilden drie dingen leren van hun studie van de twee groepen: de mate van degeneratie (schade) aan de neuronen in het olfactorische systeem, de hoeveelheid verloren olfactorische axonen en de ernst van microvasculopathie (ziekte van de kleine bloedvaten). Wat ze vonden, zegt Ho, was niet onverwacht.
“Toen we de weefsels van patiënten zonder COVID-19 vergeleken met die van personen die besmet waren met SARS-CoV-2 – vooral degenen met verminderd of volledig reukverlies – ontdekten we dat de groep met COVID ernstiger vaatletsel vertoonde en veel minder axonen in de bulbus olfactorius”, zegt Ho. “En dat veranderde niet toen we statistisch controleerden voor de impact van leeftijd, wat sterk suggereert dat deze effecten niet leeftijdsgebonden zijn en daarom verband houden met SARS-CoV-2-infectie.”
Ho zegt echter dat de onderzoekers verrast waren door de andere belangrijke bevinding van de studie: ondanks zenuw- en vaatbeschadiging werden SARS-CoV-2-deeltjes niet gedetecteerd in de bulbus olfactorius bij de meerderheid van patiënten met COVID-19.
“Eerdere onderzoeken die alleen gebaseerd waren op routinematige pathologische onderzoeken van weefsel – en niet de diepgaande en ultrafijne analyses die we hebben uitgevoerd – vermoedden dat virale infectie van de reukneuronen en de bulbus olfactorius een rol zou kunnen spelen bij het verlies van geur geassocieerd met COVID-19, ” ze legt uit. “Maar onze bevindingen suggereren dat SARS-CoV-2-infectie van het reukepitheel leidt tot ontsteking, die op zijn beurt de neuronen beschadigt, het aantal beschikbare axonen vermindert om signalen naar de hersenen te sturen en ertoe leidt dat de bulbus olfactorius disfunctioneel wordt.”
De onderzoekers zijn van plan om een vervolgonderzoek te doen naar weefsels van patiënten die zijn overleden aan de SARS-CoV-2 delta- en omicron-varianten.
“We willen elke axonbeschadiging en bulbdisfunctie die in die weefsels wordt gevonden, vergelijken met wat we hebben waargenomen bij patiënten die de oorspronkelijke virusstam hadden”, zegt Ho. “Op die manier kunnen we beter voorspellen of delta en ommicron meer of minder kans hebben op geurverlies.”
Persbericht Johns Hopkins University