Così il coronavirus attacca il cervello

Come il COVID-19 danneggia il cervello sta diventando più chiaro. Nuove prove suggeriscono che l'attacco del coronavirus al cervello potrebbe essere su più fronti: potrebbe attaccare direttamente alcune cellule cerebrali, ridurre il flusso sanguigno al tessuto cerebrale o innescare la produzione di molecole immunitarie che possono danneggiare le cellule cerebrali.

L'infezione da coronavirus SARS-CoV-2 può causare perdita di memoria, ictus e altri effetti sul cervello. La domanda, dice Serena Spudich, neurologa della Yale University di New Haven, nel Connecticut, è: "Possiamo intervenire precocemente per affrontare queste anomalie in modo che le persone non abbiano problemi a lungo termine?" Con così tante persone colpite - i sintomi neurologici sono comparsi nell'80% delle persone ricoverate in ospedale con COVID-19 che sono state intervistate in uno studio - i ricercatori sperano che la crescente base di prove indicherà la strada per trattamenti migliori.

SARS-CoV-2 può avere effetti gravi: una prestampa pubblicata il mese scorso  ha confrontato le immagini del cervello delle persone prima e dopo aver contratto il COVID-19 e ha riscontrato la perdita di materia grigia in diverse aree della corteccia cerebrale. (I preprint vengono pubblicati senza revisione paritaria.)

All'inizio della pandemia, i ricercatori hanno ipotizzato che il virus potesse causare danni entrando in qualche modo nel cervello e infettando i neuroni, le cellule responsabili della trasmissione e dell'elaborazione delle informazioni. Ma da allora gli studi hanno indicato  che il virus ha difficoltà a superare il sistema di difesa del cervello - la barriera emato-encefalica - e che non attacca necessariamente i neuroni in modo significativo.

Un modo in cui SARS-CoV-2 potrebbe accedere al cervello, dicono gli esperti, è passare attraverso la mucosa olfattiva, il rivestimento della cavità nasale, che confina con il cervello. Il virus si trova spesso nella cavità nasale, uno dei motivi per cui gli operatori sanitari testano il COVID-19 tamponando il naso. Gli studi ora suggeriscono che SARS-CoV-2 può infettare gli astrociti, un tipo di cellula che è abbondante nel cervello e ha molte funzioni. "Gli astrociti fanno molto per supportare la normale funzione cerebrale", incluso fornire nutrienti ai neuroni per farli funzionare, afferma Arnold Kriegstein, neurologo dell'Università della California, a San Francisco.

In un preprint pubblicato a gennaio, Kriegstein e i suoi colleghi hanno riferito che SARS-CoV-2 infetta preferenzialmente gli astrociti rispetto ad altre cellule cerebrali. I ricercatori hanno esposto al virus gli organoidi cerebrali, strutture simili al cervello in miniatura cresciute da cellule staminali in laboratorio. SARS-CoV-2 ha infettato quasi esclusivamente gli astrociti rispetto a tutte le altre cellule presenti.

Rafforzando questi studi di laboratorio, un gruppo che include Daniel Martins-de-Souza, capo della proteomica presso l'Università di Campinas in Brasile, ha riferito in un preprint di febbraio di aver analizzato campioni di cervello di 26 persone morte con COVID-19. Nelle cinque cellule le cui cellule cerebrali hanno mostrato segni di infezione da SARS-CoV-2, il 66% delle cellule colpite erano astrociti.

Gli astrociti infetti potrebbero spiegare alcuni dei sintomi neurologici associati a COVID-19, in particolare affaticamento, depressione e "nebbia del cervello", che include confusione e dimenticanza, sostiene Kriegstein. “Questo tipo di sintomi potrebbe non riflettere un danno neuronale, ma potrebbe riflettere disfunzioni di qualche tipo. Questo potrebbe essere coerente con la vulnerabilità degli astrociti".

Gli astrociti potrebbero essere vulnerabili anche se non sono stati infettati dal virus. Uno studio pubblicato il 21 giugno ha confrontato il cervello di otto persone decedute che avevano COVID-19 con il cervello di 14 controlli. I ricercatori non hanno trovato traccia di SARS-CoV-2 nel cervello delle persone infette, ma hanno scoperto che l'espressione genica era stata influenzata in alcuni astrociti, che non funzionavano correttamente. Dati tutti questi risultati, i ricercatori vogliono sapere quante cellule cerebrali devono essere infettate o danneggiate per causare sintomi neurologici, afferma Ricardo Costa, un fisiologo della Louisiana State University Health di Shreveport il cui team sta studiando gli effetti del SARS-CoV-2 sul cervello cellule. Sfortunatamente, probabilmente non c'è una risposta semplice, dice Kriegstein, sottolineando che le cellule, compresi i neuroni, in alcune regioni del cervello causeranno più disfunzioni di altre, se danneggiate.

Blocco del flusso sanguigno

Si sono anche accumulate prove che SARS-CoV-2 può  influenzare il cervello riducendo il flusso sanguigno ad esso, compromettendo la funzione dei neuroni e infine uccidendoli. I periciti sono cellule che si trovano su piccoli vasi sanguigni chiamati capillari in tutto il corpo, incluso nel cervello. Un preprint di febbraio ha riferito che SARS-CoV-2 potrebbe infettare cellule simili a periciti negli organoidi cerebrali  Ad aprile, David Attwell, neuroscienziato dell'University College di Londra, e i suoi colleghi hanno pubblicato un preprint che mostrava le prove che SARS-CoV-2 può influenzare il comportamento dei periciti. I ricercatori hanno osservato che, in fette di cervello di criceto, SARS-CoV-2 blocca il funzionamento dei recettori sui periciti, causando la costrizione dei capillari nel tessuto. "Si scopre che questo è un grande effetto", afferma Attwell. È uno studio "davvero interessante", afferma Spudich. "Potrebbe essere qualcosa che sta determinando alcune delle lesioni permanenti che vediamo - alcuni di questi ictus di piccoli vasi". Attwell suggerisce che i farmaci usati per trattare l'ipertensione, che comporta la restrizione dei vasi sanguigni, potrebbero essere utili in alcuni casi di COVID-19. Due studi clinici stanno attualmente studiando l'effetto del farmaco per la pressione sanguigna losartan nel trattamento della malattia.

Malfunzionamento immunitario

Vi sono anche prove crescenti che alcuni sintomi e danni neurologici sono il risultato di una reazione eccessiva del sistema immunitario del corpo e persino di una mancata accensione dopo aver incontrato il coronavirus. Negli ultimi 15 anni, è diventato chiaro che in risposta all'infezione, il sistema immunitario di alcune persone produce inavvertitamente "autoanticorpi" che attaccano i propri tessuti, afferma Harald Prüss, neuroimmunologo presso il Centro tedesco per le malattie neurodegenerative di Berlino. Ciò può causare condizioni a lungo termine come la neuromielite ottica, in cui le persone avvertono sintomi come perdita della vista e debolezza degli arti. In una revisione pubblicata il 10 maggio , Prüss ha riassunto le prove che questi autoanticorpi possono passare attraverso la barriera emato-encefalica e contribuire a disturbi neurologici che vanno dalla compromissione della memoria alla psicosi.

Questo percorso potrebbe funzionare anche in COVID-19. In uno studio pubblicato l'anno scorso, Prüss e i suoi colleghi hanno isolato gli anticorpi contro la SARS-CoV-2 dalle persone e ne hanno trovato uno in grado di proteggere i criceti da infezioni e danni ai polmoni. L'obiettivo era creare nuovi trattamenti. Ma i ricercatori hanno anche scoperto che alcuni degli anticorpi potrebbero legarsi al tessuto cerebrale, suggerendo che potrebbero danneggiarlo. "Attualmente stiamo cercando di dimostrarlo clinicamente e sperimentalmente", afferma Prüss.

In un secondo documento, pubblicato online lo scorso dicembre, un team che comprendeva Prüss ha studiato il sangue e il liquido cerebrospinale di 11 persone in condizioni critiche di COVID-19, tutte con sintomi neurologici. Tutti gli autoanticorpi prodotti in grado di legare i neuroni. E ci sono prove che somministrare ai pazienti immunoglobuline per via endovenosa, un altro tipo di anticorpo, per sopprimere l'azione degli autoanticorpi dannosi è "abbastanza efficace", afferma Prüss. Questi percorsi - astrociti, periciti e autoanticorpi - non si escludono a vicenda e probabilmente non sono gli unici: è probabile che le persone con COVID-19 manifestino sintomi neurologici per una serie di motivi. Prüss afferma che una domanda chiave è quale proporzione di casi è causata da ciascuno dei percorsi. "Questo determinerà il trattamento", dice.

fonte: Nature