В недавнем исследовании, опубликованном на сервере препринтов bioRxiv *, международная группа исследователей продемонстрировала агрегацию амилоида из-за тяжелого острого респираторного синдрома коронавируса 2 (SARS-CoV-2) в спинномозговой жидкости человека (ЦСЖ).

Пандемия SARS-CoV-2 и долговременные неврологические осложнения у пациентов, называемые длительным коронавирусным заболеванием (COVID), возродили интерес к взаимосвязи между вирусными инфекциями и нейродегенеративными заболеваниями головного мозга. Хотя многие вирусы, в том числе вирус простого герпеса типа 1 (ВПГ-1), могут инфицировать центральную нервную систему (ЦНС) и вызывать острые или хронические инфекции, существует прямая механистическая связь между вирусами и агрегацией белков в амилоиды — особенность нескольких вирусов. нейродегенеративные заболевания — оказалось трудно установить.

Исследование: SARS-CoV-2 и HSV-1 вызывают агрегацию амилоидов в спинномозговой жидкости человека . Изображение предоставлено: nobeastofierce / Shutterstock

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи продемонстрировали, что агрегация белка амилоида ex vivo была вызвана ВПГ-1 и инактивированным ультрафиолетом (УФ) SARS-CoV-2 в ЦСЖ человека.

Source Naturals, OptiZinc, цинк, 240 таблеток

Команда инкубировала живой вирус HSV-1 и УФ-инактивированный вирус SARS-CoV-2 с спинномозговой жидкостью, полученной от здоровых людей, чтобы определить, могут ли вирусные частицы катализировать амилоидную агрегацию белков, присутствующих в сложной биологической жидкости человека. Использовался анализ тиофлавина-Т (ThT), в котором флуоресценция ThT усиливалась при связывании с амилоидными фибриллами для отслеживания способности вирусов вызывать продукцию амилоида. Кроме того, с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) команда наблюдала образование амилоида, вызванное вирусами в ЦСЖ.

Кроме того, амилоидные агрегаты, продуцируемые вирусами, собирали и очищали для описания белков, обнаруженных в амилоидных фракциях. Это было достигнуто промывкой, центрифугированием и солюбилизацией амилоидной фракции в 99% муравьиной кислоте после удаления связанных неамилоидных белков 4% додецилсульфатом натрия (ДСН).

Полученные результаты

Результаты исследования показали, что в спинномозговой жидкости без добавления вируса не наблюдалось значительного увеличения амилоидной агрегации с течением времени. В то время как СМЖ, имеющая оба вируса, была способна вызывать агрегацию белка амилоида в СМЖ. Более того, значительно более слабый сигнал давали другие контроли, такие как среды, содержащие только вирусы и неинфицированные клетки, что согласуется с сигналом, наблюдаемым для изолированных амилоидогенных белков. СМЖ с добавленным вирусом вызывала максимальное усиление флуоресценции ThT, которое было заметно выше, чем у всех контролей. На поверхности HSV-1 и SARS-CoV-2 ученые наблюдали взаимодействие многочисленных фибриллярных амилоидных структур, что указывало на процессы поверхностно-опосредованной каталитической нуклеации (HEN).

Что касается белков, присутствующих в необработанной спинномозговой жидкости, протеомный анализ показал, что значительное количество белков было обогащено вирус-индуцированными амилоидными фракциями. Было обнаружено, что по сравнению с необработанной ЦСЖ 279 белков обогащены вирус-индуцированными амилоидными фракциями. Амилоидные фракции, продуцируемые обоими вирусами, содержали более 40% общих обогащенных белков, в то время как амилоидные фракции, продуцируемые HSV-1, имели 37%, а SARS-CoV-2 имели 23% уникальных белков. Высокая экспрессия некоторых белков в спинномозговой жидкости, близкая к их уровням перенасыщения, возможно, сделала их более восприимчивыми к катализаторам агрегации, о чем свидетельствует значительное перекрытие между группами белков, усиленных двумя вирусами.

В бляшках, полученных от пациентов с болезнью Альцгеймера (БА), команда обнаружила 135 белков, включая предшественники бета-амилоида, такие как белок 1 (APLP1), 2-макроглобулин, аполипопротеин Е (АроЕ) и кластерин. Кроме того, белки, связанные с другими амилоидными заболеваниями, такие как транстиретин (TTR) и витронектин, а также белки, связанные с болезнью Паркинсона (БП), включая церулоплазмин, 14-3-3, нуклеолин и фосфоглицераткиназу 1 (PGK-1) наблюдались. Эти результаты показали, что вирусные частицы способны катализировать амилоидную агрегацию нескольких белков в спинномозговой жидкости человека.

Вывод

Результаты исследования показали, что HSV-1 и SARS-CoV-2 вызывают агрегацию различных белков в спинномозговой жидкости человека. Исследование также показало, что УФ-инактивация не устраняет способность вирусных частиц служить каталитической поверхностью для зародышеобразования амилоида. Поэтому, учитывая важную каталитическую функцию, которую вирусы могут играть в этом процессе, необходимо переоценить роль вирусов как возбудителей агрегации белков при нейродегенерации. Из-за пандемии SARS-CoV-2, которая оставила многих пациентов с длительными неврологическими симптомами после заражения, крайне важно понять процессы, с помощью которых вирусы могут вызывать неврологические проблемы.

*Важное замечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.