Як попередити нейроінвазію SARS-CoV-2?

Противірусний імунітет до коронавірусів людини

Коронавіруси (HCoV) – респіраторні патогени, відомі близько 60 років. Грудень 2019 р. увійшов в історію через появу нового бета-коронавірусу SARS-CoV-2, який став причиною однієї з масштабних пандемій останніх двох десятиліть. Подібно до штаму HCoV-OC43, вірусу SARS-CoV-2  властива здатність до нейроінвазії, що пов’язано з розвитком неврологічних ускладнень інфекційного процесу. Коронавірусна інфекція центральної нервової системи (ЦНС) як результат нейроінвазії значною мірою зумовлена наслідками впливу вірусного фактору (спайковий глікопротеїн S) на систему чинників вродженого імунітету макроорганізму [2, 3]. Однак мінливість результату взаємодії між згаданими двома факторами все ще залишалася незрозумілою, адже протеоліз білка S може відбуватися на межі доменів рецепторного зв’язування (S1) та рецепторного злиття (S2). В роботі [1], проведеній колективом дослідників під керівництвом науковців Лабораторії нейроімунології Університету Квебек в Монреалі (Université du Québec), Канада, було визначено потенційні способи попередження розповсюдження SARS-CoV-2 в ЦНС. Стаття опублікована в «Журналі вірусології» («Journal of Virology») 24 лютого 2021 р.

Два терапевтичні підходи

У доклінічному дослідженні було вперше продемонстровано прямий зв’язок між нейровірулентністю, розщепленням протеїну S клітинними протеазами та факторами вродженого імунітету. Використовуючи HCoV-OC43 як замінник SARS-CoV-2, дослідниками було встановлено, що кожен  із двох сайтів білка S зумовлює нейровірулентність, оптимізуючи умови нейроінвазії. Показано, що ефективне роз’єднання S1/S2 пов’язане зі зниженням вірулентності. Водночас сайт S2’ спайк-протеїну має важливе значення для успішного інфікування. З іншого боку, доведено, що фактори вродженого імунітету, такі як інтерферон 1-го типу (IFN-1), також відіграють важливу роль — зокрема, в контролі розповсюдження вірусу в нервових тканинах спинного мозку, попереджаючи інфікування епендимних клітин. Автори роботи підкреслили, що інтерферон, який здатний модулювати розщеплення білка S, може суттєво обмежувати і дійсно обмежує розповсюдження вірусу в ЦНС і тяжкість перебігу захворювання.

Отримані результати підкреслюють зв’язок між диференційним розщепленням S-протеїну та IFN-1 в попередженні розповсюдження вірусу. За висновками авторів дослідження, це має потенційне значення для контролю тяжкості перебігу інфекційного процесу в різних умовах імунореактивності макроорганізму. В цілому описані результати вказують на дві потенційні терапевтичні мішені: розщеплення S-протеїну в поєднанні з ефективним вродженим імунітетом, пов’язаним з IFN-1, для попередження або, щонайменше, зменшення нейроінвазії, нейронального розповсюдження та потенційно пов’язаної з цим нейровірулентності.

Практичне значення

За словами авторів, важливість проведеної роботи має пряме клінічне значення, незважаючи на те, що результати були отримані в доклінічному експерименті. Розуміння механізмів вірусної інфекції та розповсюдження вірусу нейрональними шляхами необхідне для удосконалення стратегій терапії та попередження інфікування SARS-CoV-2 ЦНС, що має особливе значення для вразливих груп населення — осіб похилого віку та пацієнтів з імунодепресією.

1. Coupanec A.L., Desforges M., Kaufer B. et al. (2021) Potential differences in cleavage of the S protein and type-1 interferon together control human coronavirus infection, propagation, and neuropathology within the central nervous system. J. Virol., Feb. 24. doi: 10.1128/JVI.00140-21.
2. Song E., Zhang C., Israelow B. et al. (2020) Neuroinvasion of SARS-CoV-2 in human and mouse brain. J. Exp. Med., Sep. 8. doi: 10.1101/2020.06.25.169946.
3. Wu Y., Xu X., Chen Z. et al. (2020) Nervous system involvement after infection with COVID -19 and other coronaviruses. Brain Behav. Immun., 87: 18-22. doi: 10.1016/j.bbi.2020.03.031.

Н.О. Савельєва-Кулик,
редакція журналу «Український медичний часопис»