Overzicht: Infectie met het SARS-CoV-2-virus zorgt ervoor dat de werking van olfactorische receptoren wordt verminderd, wat resulteert in geurverlies in verband met COVID-19.
Bron: NYU Langone
Onderzoekers hebben een mechanisme ontdekt dat mogelijk verklaart waarom COVID-19-patiënten hun reukvermogen verliezen.
Online gepubliceerd op 2 februari in het tijdschrift Celontdekte de nieuwe studie dat geïnfecteerd met het pandemische virus, SARS-CoV-2, indirect de werking van olfactorische receptoren (OR), eiwitten op de oppervlakken van zenuwcellen in de neus die de moleculen detecteren die geassocieerd zijn met geuren, vermindert.
Onder leiding van onderzoekers van de NYU Grossman School of Medicine en Columbia University, kan de nieuwe studie ook licht werpen op de effecten van COVID-19 op andere soorten hersencellen en op andere aanhoudende neurologische effecten van COVID-19, zoals ‘hersenmist’. hoofdpijn en depressie.
Experimenten toonden aan dat de aanwezigheid van het virus in de buurt van zenuwcellen (neuronen) in reukweefsel een toevloed van immuuncellen, microglia en T-cellen veroorzaakte, die infectie detecteren en tegengaan. Dergelijke cellen geven eiwitten af, cytokinen genaamd, die de genetische activiteit van reukzenuwcellen veranderden, ook al kan het virus ze niet infecteren, zeggen de auteurs van het onderzoek.
Waar immuuncelactiviteit in andere scenario’s snel zou verdwijnen, in de hersenen, blijft immuunsignalering volgens de theorie van het team bestaan op een manier die de activiteit van genen vermindert die nodig zijn voor de opbouw van reukreceptoren.
“Onze bevindingen bieden de eerste mechanistische verklaring van geurverlies bij COVID-19 en hoe dit ten grondslag kan liggen aan de lange COVID-19-biologie”, zegt co-corresponderende auteur Benjamin tenOever, Ph.D., professor in de afdeling Microbiologie aan de NYU Langone Health . “Het werk suggereert, naast een andere studie van de tenOever-groep, ook hoe het pandemische virus, dat minder dan 1% van de cellen in het menselijk lichaam infecteert, zo’n ernstige schade aan zoveel organen kan veroorzaken.”
Verandering in architectuur
Een uniek symptoom van COVID-19-infectie is reukverlies zonder de verstopte neus die wordt gezien bij andere infecties zoals verkoudheid, zeggen onderzoekers. In de meeste gevallen duurt het geurverlies slechts een paar weken, maar bij meer dan 12 procent van de COVID-19-patiënten houdt de reukstoornis aan in de vorm van een aanhoudende vermindering van het vermogen om te ruiken (hyposmie) of veranderingen in hoe een persoon de geur waarneemt. dezelfde geur (parosmie).
Om inzicht te krijgen in door COVID-19 veroorzaakt geurverlies, onderzochten de huidige auteurs de moleculaire gevolgen van SARS-CoV-2-infectie bij goudhamsters en in reukweefsel afkomstig van 23 menselijke autopsies. Hamsters vormen een goed model, aangezien het zoogdieren zijn die beide meer afhankelijk zijn van het reukvermogen dan mensen, en die vatbaarder zijn voor infectie van de neusholte.
De onderzoeksresultaten bouwen voort op de jarenlange ontdekking dat het proces waarbij genen worden omgezet in complexe 3D-relaties, waarbij DNA-secties min of meer toegankelijk worden voor de cel’s genlezende machinerie op basis van sleutelsignalen, en waarbij sommige DNA-ketens ronddraaien om langeafstandsinteracties te vormen die het stabiel lezen van genen mogelijk maken. Sommige genen werken in chromatine-“compartimenten” – eiwitcomplexen die de genen huisvesten – die open en actief zijn, terwijl andere gecomprimeerd en gesloten zijn, als onderdeel van de “nucleaire architectuur”.
In de huidige studie bevestigden experimenten dat SARS-CoV-2-infectie, en de immuunreactie erop, het vermogen van DNA-ketens in chromosomen die de vorming van olfactorische receptoropbouw beïnvloeden, vermindert om open en actief te zijn, en om rond te draaien om te activeren genexpressie. In zowel hamster- als menselijk reukneuronaal weefsel ontdekte het onderzoeksteam aanhoudende en wijdverbreide neerwaartse regulatie van de vorming van reukreceptoren.
Ander werk dat door deze auteurs is gepubliceerd, suggereert dat olfactorische neuronen zijn verbonden met gevoelige hersengebieden, en dat aanhoudende immuuncelreacties in de neusholte van invloed kunnen zijn op emoties en het vermogen om helder te denken (cognitie), in overeenstemming met langdurige COVID.
Experimenten met hamsters die in de loop van de tijd werden geregistreerd, onthulden dat de neerwaartse regulatie van olfactorische neuronreceptoren aanhield nadat kortdurende veranderingen die de reukzin zouden kunnen beïnvloeden, op natuurlijke wijze waren hersteld. De auteurs zeggen dat dit suggereert dat COVID-19 een langduriger verstoring veroorzaakt in de chromosomale regulatie van genexpressie, wat een vorm van “nucleair geheugen” vertegenwoordigt dat het herstel van OR-transcriptie zou kunnen voorkomen, zelfs nadat SARS-CoV-2 is gewist.
“Het besef dat de reukzin afhankelijk is van ‘fragiele’ genomische interacties tussen chromosomen heeft belangrijke implicaties”, zegt tenOever.
“Als olfactorische genexpressie stopt telkens wanneer het immuunsysteem op bepaalde manieren reageert die interchromosomale contacten verstoren, dan kan het verloren reukvermogen fungeren als de “kanarie in de koolmijn”, die vroege signalen geeft dat het COVID-19-virus is hersenweefsel beschadigen voordat andere symptomen zich voordoen, en nieuwe manieren suggereren om het te behandelen.”
In een volgende stap bekijkt het team of het behandelen van hamsters met langdurige COVID met steroïden negatieve immuunreacties (ontsteking) kan beperken om de nucleaire architectuur te beschermen.
Over dit COVID-19 en reukonderzoek nieuws
Auteur: Perskantoor
Bron: NYU Langone
Contact: Persbureau – NYU Langone
Afbeelding: De afbeelding is in het publieke domein
Originele onderzoek: Vrije toegang.
“Niet-cel autonome verstoring van nucleaire architectuur als mogelijke oorzaak van door COVID-19 geïnduceerde anosmiedoor Benjamin tenOever, Marianna Zazhytska et al. Cel
Abstract
Niet-cel autonome verstoring van nucleaire architectuur als mogelijke oorzaak van door COVID-19 geïnduceerde anosmie
SARS-CoV-2 infecteert minder dan 1% van de cellen in het menselijk lichaam, maar kan ernstige schade aanrichten
een verscheidenheid aan orgels. Dus het ontcijferen van de niet-cel-autonome effecten van SARS-CoV-2-infectie
is noodzakelijk voor het begrijpen van de cellulaire en moleculaire verstoring die het veroorzaakt.
Neurologische en cognitieve defecten behoren tot de minst begrepen symptomen van COVID-19-patiënten, waarbij olfactorische disfunctie hun meest voorkomende sensorische stoornis is.
Hier laten we zien dat zowel bij mensen als bij hamsters SARS-CoV-2-infectie wijdverbreide neerwaartse regulatie van olfactorische receptoren (OR) en hun signaalcomponenten veroorzaakt. Dit niet-cel-autonome effect wordt voorafgegaan door een dramatische reorganisatie van de neuronale nucleaire architectuur, wat resulteert in dissipatie van genomische compartimenten die OR-genen herbergen.
Onze gegevens bieden een mogelijk mechanisme waarmee SARS-CoV-2-infectie de cellulaire morfologie en het transcriptoom van cellen die het niet kan infecteren verandert, en biedt inzicht in de systemische effecten ervan in reuk en daarbuiten. Journaal Pre-pr
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
