Тимчасова втрата нюху або аносмія є основним неврологічним симптомом та одним із найбільш ранніх та найбільш частих  симптомів COVID-19. Як показують дослідження, цей симптом краще прогнозує захворювання, ніж інші добре відомі симптоми, такі як лихоманка та кашель, але основні механізми втрати нюху у пацієнтів з COVID-19 були незрозумілі.

Зараз міжнародна група дослідників під керівництвом неврологів з Гарвардської медичної школи виявила типи нюхових клітин у верхній частині носової порожнини, найбільш вразливі до інфекції SARS-CoV-2.

Неочікувано, але сенсорні нейрони, які виявляють і передають відчуття нюху у мозок, не належать до вразливих типів клітин.

Дослідницька група виявила, що нюхові сенсорні нейрони не експресують ген, що кодує білок рецептора ACE2, який SARS-CoV-2 використовує для проникнення в клітини. Натомість ACE2 експресується в клітинах, які забезпечують метаболічну та структурну підтримку нюхових сенсорних нейронів, а також певні популяції стовбурових клітин та клітин кровоносних судин.

Отримані дані дозволяють припустити, що інфекція ненейрональних типів клітин може бути причиною аносмії у пацієнтів з COVID-19 і допомагають краще зрозуміти прогресування захворювання.

"Наші результати показують, що новий коронавірус вражає нюх у пацієнтів не безпосередньо заражаючи нейрони, а впливаючи на функцію підтримуючих клітин", - сказав старший автор дослідження Sandeep Robert Datta, доцент кафедри нейробіології в the Blavatnik Institute at HMS.

Це означає, що в більшості випадків інфекція SARS-CoV-2 навряд чи може назавжди пошкодити нюхові нервові ланцюжки та призвести до перманентної  аносмії, до стану, який пов'язаний з різними проблемами психічного та соціального здоров'я, особливо з депресією та тривогою.

 "Але нам потрібно більше даних і краще розуміння основних механізмів, щоб підтвердити цей висновок"- додали науковці.

Більшість пацієнтів з COVID-19  відчувають певний рівень аносмії, частіш за все тимчасово. Аналіз електронних медичних карт вказує на те, що у пацієнтів із COVID-19 у 27 разів частіше спостерігають втрату нюху, але лише в 2,2-2,6 разів частіше виявляють лихоманку, кашель або утруднене дихання, порівняно з пацієнтами без COVID-19.

Деякі дослідження показали, що аносмія при COVID-19 відрізняється від аносмії, спричиненої іншими вірусними інфекціями, включаючи інші коронавіруси.

Наприклад, пацієнти з COVID-19 зазвичай відновлюють нюх протягом декількох тижнів - набагато швидше, ніж місяці, які необхідні для відновлення від аносмії, спричиненої підгрупою вірусних інфекцій, які, як відомо, безпосередньо пошкоджують нюхові сенсорні нейрони. Крім того, багато вірусів спричиняють тимчасову втрату нюху, викликаючи проблеми з верхніми дихальними шляхами, такі як закладеність носа. Однак у деяких пацієнтів з COVID-19 спостерігається аносмія без будь-якої носової закладеності.

У цьому дослідженні науковці намагались краще зрозуміти, як змінюється відчуття нюху у пацієнтів з COVID-19, визначаючи типи клітин, найбільш вразливі до інфекції SARS-CoV-2.

Вони розпочали з аналізу існуючих наборів даних про секвенування окремих клітин, які загалом каталогізували гени, експресовані сотнями тисяч окремих клітин у верхніх носових порожнинах людини, мишей та нелюдських приматів.

Команда зосередилася на гені ACE2 , широко розповсюдженому в клітинах дихальних шляхів людини, який кодує основний рецепторний білок, на який SARS-CoV-2 націлений для проникнення в клітини людини. Вони також вивчили інший ген - TMPRSS2 , який кодує фермент, який вважається важливим для проникнення SARS-CoV-2 у клітину.

Аналіз показав, що і ACE2, і TMPRSS2 експресуються клітинами нюхового епітелію - спеціалізована тканина носової порожнини, відповідальна за виявлення запаху, в якій розміщені нюхові сенсорні нейрони та безліч підтримуючих клітин. Проте жоден ген не експресувався нюховими сенсорними нейронами. Навпаки, ці нейрони експресували гени, пов’язані зі здатністю інших коронавірусів проникати в клітини.

Дослідники виявили, що два специфічні типи клітин нюхового епітелію експресують АСЕ2 на рівнях, подібних до тих, що спостерігались у клітинах нижніх дихальних шляхів, найпоширеніших мішенях SARS-CoV-2, що свідчить про вразливість до інфекції.

До них відносяться сустентакулярні клітини, які оточують сенсорні нейрони і, як вважається, забезпечують структурну та метаболічну підтримку, а також базальні клітини, які діють як стовбурові клітини, відновлюючи нюховий епітелій після пошкодження. Наявність в цих клітинах білків, які кодуються обома генами, підтверджено імунофарбуванням.

У додаткових експериментах дослідники виявили, що стовбурові клітини нюхового епітелію експресують білок ACE2 на більш високих рівнях після штучно викликаного пошкодження, порівняно із стовбуровими клітинами в стані спокою. Це може вказувати на  додаткову вразливість до SARS-CoV-2, але залишається незрозумілим, чи важливо це, або як це важливо для клінічного перебігу аносмії у пацієнтів з COVID-19, зазначають автори.

Datta та його колеги також проаналізували експресію генів у майже 50 000  клітинах нюхової цибулини миші - структурі переднього мозку, яка приймає сигнали від нюхових сенсорних нейронів і відповідає за початкову обробку запаху.

Нейрони в нюховій цибулині не експресували ACE2. Ген та пов'язаний з ним білок були присутні лише в клітинах кровоносних судин, особливо в перицитах, які беруть участь у регуляції артеріального тиску, підтримці гематоенцефалічного бар'єру та запальних реакціях. Жоден тип клітин нюхової цибулини не експресував ген TMPRSS2 .

Ці дані вказують на те, що аносмія, пов’язана з COVID-19, може виникнути внаслідок тимчасової втрати функції підтримуючих клітин нюхового епітелію, що опосередковано викликає зміни в нюхових сенсорних нейронах, зазначають автори.

"Однак ми поки не зовсім чітко розуміємо, що це за зміни", - сказав Robert Datta. "Сустентакулярні клітини в значній мірі ігнорувалися, і, схоже, що потрібно звертати на них більше уваги, так як ми все більше розуміємо яку важливу роль відіграють гліальні клітини в мозку".

Результати також наштовхують на цікаві здогадки щодо неврологічних проблем, пов'язаних з COVID-19 . Спостереження співставляються з гіпотезами про те, що SARS-CoV-2 безпосередньо не інфікує нейрони, а може натомість впливати на роботу мозку, вражаючи клітини кровоносних судин нервової системи, стверджують автори. Однак для підтвердження цього потрібні додаткові дослідження.

Завдяки цим результатам вченим вдалося краще зрозуміти явище аносмії у пацієнтів з COVID-19, що, в свою чергу, може сприяти лікуванню аносмії та розвитку вдосконаленої діагностики захворювання на основі відчуття нюху.

"Аносмія здається дивним явищем, але вона може нести руйнівні наслідки для невеликої частини людей, у яких вона стійка", - сказав Robert Datta. "Це може мати серйозні, в тому числі психологічні наслідки і може стати проблемою для громадського здоров'я, якщо у нас зростає населення з постійною втратою нюху".

Команда також сподівається, що дані допоможуть знайти відповіді на питання про прогресування захворювання, наприклад, чи є носова порожнина  резервуаром для SARS-CoV-2 . Такі зусилля вимагатимуть досліджень в установах, що дозволяють проводити експерименти з живим коронавірусом та аналізувати дані аутопсії людини, стверджують автори, до яких поки що важко дістатись. Однак дух співпраці в часи пандемії серед науковців усього світу викликає оптимізм.