Гематоэнцефалический барьер нарушается при COVID-19 и служит путем проникновения SARS-CoV-2 в центральную нервную систему

The blood-brain barrier is dysregulated in COVID-19 and serves as a CNS entry route for SARS-CoV-2
Michaela Schweizer, Fabian Heinrich, Susanne Pfefferle, Winfried Neuhaus, Andrea Zaliani, André Franke, Sören Franzenburg, Philip Gribbon, Susanne Krasemann, Franz Ricklefs, Jochen Bodem, Kristin Hartmann, Manuel A. Friese, Thomas Sauvigny, Jakob Matschke, Markus Glatzel, Jessica Lisa Littau, Diego Sepúlveda‐Falla, Ole Pleß, Benjamin Ondruschka, Yan Liang, Franz-Josef Müller, Marcel S. Woo, Aimo Kannt, Jan Sperhake, Antonia Fitzek, Undine Haferkamp, Antje Appelt‐Menzel, Alevtina Cubukova, Janica Barenberg, Jennifer Leu, Edda Thies, Liang Zhang, Kathy Ton, Anna Gerhartl, Andreas Brachner, Nina Geiger, Eva‐Maria König, Stefan Moese, Gerd Geißlinger, Carsten Claussen
2022-01-20
SCID:  54.1/sds2n7q5 Discuss with AI
SARS-CoV-2гематоэнцефалический барьерэндотелиальные клетки капилляров мозгаинтерфероновая сигнализациятрансцеллюлярный транспорт вируса
Abstract (AI)
Неврологические осложнения часто встречаются при COVID-19. Хотя SARS-CoV-2 обнаруживали в тканях головного мозга пациентов, пути его проникновения и связанные с этим последствия остаются недостаточно изученными. В настоящей работе мы показываем выраженное усиление активности сигнальных путей интерферона в составе нейроваскулярной единицы при летальном исходе COVID-19. Исследуя восприимчивость клеток, подобных эндотелиальным клеткам капилляров головного мозга (BCEC), полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека (hiPSC), к инфекции SARS-CoV-2, мы обнаружили, что BCEC инфицировались и воспроизводили транскрипционные изменения, выявленные in vivo. Хотя параклеточная плотность монослоя BCEC не нарушалась, после апикального инфицирования в экспериментах с использованием трансвелл-систем мы обнаружили SARS-CoV-2 в базолатеральном компартменте, что свидетельствует об активной репликации вируса и его трансклеточном переносе через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) in vitro. Кроме того, проникновение SARS-CoV-2 в BCEC снижалось под действием антител, специфичных к спайковому белку, ангиотензин-превращающему ферменту 2 (ACE2) и нейропилину-1 (NRP1), а также ингибитора трансмембранной сериновой протеазы 2 (TMPRSS2) нафамостата. В совокупности наши данные убедительно подтверждают проникновение SARS-CoV-2 в головной мозг через ГЭБ, сопровождающееся усилением интерфероновой сигнализации.
Key Findings
1
Летальный COVID-19 связан с выраженным усилением сигнальных путей интерферона в нейроваскулярной единице.
2
Эндотелиальные клетки, подобные капиллярам мозга и полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека, восприимчивы к SARS-CoV-2 и воспроизводят транскрипционные изменения, наблюдаемые in vivo.
3
SARS-CoV-2 проходит через модель гематоэнцефалического барьера с высвобождением в базолатеральный компартмент после апикального заражения, несмотря на сохранение парацеллюлярной плотности, что указывает на трансцеллюлярный транспорт и активную репликацию.
4
Проникновение SARS-CoV-2 в эндотелиальные клетки мозга снижается под действием антител против спайкового белка, ACE2 или NRP1, а также ингибитора TMPRSS2 нафамостата.
5
Результаты подтверждают, что гематоэнцефалический барьер может служить путем проникновения SARS-CoV-2 в центральную нервную систему, сопровождающегося усилением интерферонового сигнала.
Research Object

Гематоэнцефалический барьер, моделируемый эндотелиоподобными клетками капилляров мозга, полученными из человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, при инфекции SARS-CoV-2

Research Subject

Восприимчивость к SARS-CoV-2, трансцеллюлярный перенос вируса через барьер и связанная с инфекцией интерфероновая сигнализация

Publication Details
Publication Date
2022-01-20
Journal
Publisher
ISSN
Cited by
246
Access Type
Author Information
Authors
Michaela Schweizer
Fabian Heinrich
Susanne Pfefferle
Winfried Neuhaus
Andrea Zaliani
André Franke
Sören Franzenburg
Philip Gribbon
Susanne Krasemann
Franz Ricklefs
Jochen Bodem
Kristin Hartmann
Manuel A. Friese
Thomas Sauvigny
Jakob Matschke
Markus Glatzel
Jessica Lisa Littau
Diego Sepúlveda‐Falla
Ole Pleß
Benjamin Ondruschka
Yan Liang
Franz-Josef Müller
Marcel S. Woo
Aimo Kannt
Jan Sperhake
Antonia Fitzek
Undine Haferkamp
Antje Appelt‐Menzel
Alevtina Cubukova
Janica Barenberg
Jennifer Leu
Edda Thies
Liang Zhang
Kathy Ton
Anna Gerhartl
Andreas Brachner
Nina Geiger
Eva‐Maria König
Stefan Moese
Gerd Geißlinger
Carsten Claussen
Explore further
Open the scid.ai AI chat with a ready-made request: it will find papers on a similar topic and help build a literature review.
Find similar papers in the chat →
Make a presentation
100%