Сетевая медицина связывает инфекцию SARS-CoV-2/COVID-19 с повреждением микроциркуляторного русла головного мозга и нейровоспалением при когнитивных нарушениях, напоминающих деменцию

ВВЕДЕНИЕ: Когнитивные нарушения, напоминающие деменцию, всё чаще описываются как осложнение инфекции SARS-CoV-2. Однако механизмы, лежащие в основе этого осложнения, остаются неясными. Более глубокое понимание причинных процессов, посредством которых COVID-19 может приводить к когнитивным нарушениям, необходимо для разработки профилактических и терапевтических вмешательств. МЕТОДЫ: В данном исследовании мы провели сетевое мультимодальное омиксное сопоставление COVID-19 и неврологических осложнений. Мы построили интерактом вирус–хозяин SARS-CoV-2 на основе результатов анализов белок–белкового взаимодействия и генетических анализов с использованием CRISPR-Cas9, а затем сравнили содержащиеся в нём сетевые взаимосвязи с взаимосвязями известных неврологических проявлений с помощью показателей сетевой близости. Мы также исследовали транскриптомные профили, включая одноклеточное и одноядерное секвенирование РНК, генов-маркеров болезни Альцгеймера (БА) у пациентов, инфицированных COVID-19, а также распространённость факторов проникновения SARS-CoV-2 в головном мозге пациентов с БА, не инфицированных SARS-CoV-2. РЕЗУЛЬТАТЫ: Мы выявили значимые сетевые взаимосвязи между COVID-19 и путями и процессами нейровоспаления и повреждения микроциркуляторного русла головного мозга, связанными с БА. Мы также обнаружили аномальную экспрессию биомаркеров БА в спинномозговой жидкости и крови пациентов с COVID-19. Хотя транскриптомный анализ показал относительно низкую экспрессию факторов проникновения SARS-CoV-2 в головном мозге человека, нейровоспалительные изменения были выраженными. Кроме того, одноядерный транскриптомный анализ показал, что экспрессия факторов SARS-CoV-2 в клетках хозяина (BSG и FURIN) и генов противовирусной защиты (LY6E, IFITM2, IFITM3 и IFNAR1) была повышена в эндотелиальных клетках сосудов головного мозга пациентов с БА и здоровых лиц по сравнению с нейронами и другими типами клеток, что указывает на возможную роль повреждения микроциркуляторного русла головного мозга в когнитивных нарушениях, опосредованных COVID-19. В целом у лиц с аллелем риска БА APOE E4/E4 наблюдалась сниженная экспрессия генов противовирусной защиты g...