Koronapandemia on lisännyt kiinnostusta virusten kulkeutumisesta ja vaikutuksista myös aivoihin. – Aivosolujen pinnalla on havaittu reseptoreja, joiden avulla koronavirus voi tunkeutua soluun, kertoi akatemiatutkija, apulaisprofessori Katja Kanninen Aivoviikon yleisöwebinaarissa.
16. maaliskuuta pidetyn webinaarin teemana oli COVID-19 ja aivot ja järjestäjinä Suomen Aivot ry, Suomen aivotutkimusseura ry, Aalto-yliopisto, Itä-Suomen yliopisto, Helsingin yliopiston Aivot ja mieli -tohtoriohjelma, Helsinki Brain and Mind-verkosto sekä Kansallinen neurokeskus.
Katja Kanninen johtaa Itä-Suomen yliopiston A.I. Virtanen -instituutissa aivosairauksien neurobiologian tutkimusryhmää, jonka kehittämillä solumalleilla voidaan tutkia myös virusinfektion vaikutuksia aivosolujen toimintaan. – Virusten ajatellaan voivan kulkeutua aivoihin useaa eri reittiä ja yksi niistä on nenän kautta. Hengitysilman mukana virukset voivat päätyä nenän limakalvolla sijaitsevalle hajuepiteelille, josta on suora yhteys aivoihin.
Tutkimusryhmä mallintaa virusinfektioita soluviljelykokeissa, joissa käytetään muun muassa ihmisen hajuepiteelin solujen ja aivosolujen yhteisviljelmiä sekä ilman ja nesteen rajapinnassa tapahtuvia altistuksia. – Pyrimme kehittämään tutkimusmalleja vastaamaan mahdollisimman hyvin niitä olosuhteita, joissa ihminen altistuu virukselle.
Kanninen valotti webinaarissa, mitä tällä hetkellä tiedetään virusten vaikutuksista aivosoluihin. Virusten tavoitteena ylipäätään on tunkeutua soluihimme, koska ne tarvitsevat lisääntymiseensä isäntäsolun, jonka ne muuttavat eräänlaiseksi virustehtaaksi. Viruksen monistaminen häiritsee isäntäsolun toimintaa ja voi johtaa jopa solun kuolemaan.
– Virus tunkeutuu solun sisään solun pinnalla olevan reseptoriproteiinin avulla. Koronapandemian aiheuttanut SARS-CoV-2-virus voi sitoutua esimerkiksi ace-2- reseptoriin. Tätä reseptoreja on havaittu pienissä määrin myös hermosolujen pinnalla, mikä osoittaa, että virus voi tunkeutua myös hermosoluihin.
Kannisen tutkiman altistusreitin eli nenän hajuepiteelisolukon lisäksi virukset saattavat kulkeutua aivoihin verenkierron kautta. – Verenkierrosta ne voivat joissakin tapauksissa päästä aivokudokseen suoraan veri-aivoesteen läpi tai käyttää puolustusjärjestelmän soluja kuljettiminaan. Yhtenä kulkureittinä voi olla myös suolisto, jonka yhteyttä aivoihin tutkitaan muutenkin nyt paljon.
– Jos virus pääsee aivoihin, se pyrkii sielläkin infektoimaan soluja ja monistamaan niissä itseään. Hermosolujen lisäksi virus voi vaikuttaa myös esimerkiksi aivojen puolustussoluina toimiviin mikroglioihin ja tukisoluina toimiviin astrosyytteihin.
Virusinfektio voi lisäksi haitata aivoja epäsuorasti. Jos esimerkiksi keuhkojen toiminta häiriintyy, hapenpuutteesta kärsivät myös aivosolut. Virusinfektio voi johtaa myös elimistön puolustusjärjestelmän yliaktivaatioon ja sen myötä tulehdustilaan, joka vaikuttaa aivoihinkin. – Näiden vaikutusten yksityiskohtaisempi selvittäminen vaatii kuitenkin vielä paljon tutkimusta, Kanninen tähdensi.
Webinaarin yleisöä kiinnosti muun muassa, vaikuttaako ikä virusten pääsyyn aivoihin. Kannisen mukaan tutkimuksissa on havaittu, että ikääntyminen ja neurologiset sairaudet heikentävät aivoja suojaavan veri-aivoesteen toimintaa. – Tämän onkin ajateltu olevan yksi syy siihen, miksi COVID-19- tautiin liittyy ikääntyneillä enemmän riskejä.
Elävältä ihmiseltä ei kuitenkaan voida tutkia, löytyykö virusta tai sen osia aivoista. – Se pystytään toteamaan vasta ruumiinavauksen jälkeen, kun aivokudosta on mahdollista tutkia voimakkaasti suurentavalla elektronimikroskoopilla. Tähän asti julkaistuissa tutkimuksissa tautiin menehtyneiden aivoista on löytynyt virusta hyvin vaihtelevasti: yhdessä tutkimuksessa jopa puolelta, toisissa muutamalta prosentilta ja osassa ei ollenkaan.
Virologian professori Olli Vapalahti Helsingin yliopistosta kertoi, että SARS-CoV-2-viruksen herkkää tarttuvuutta voi osin selittää sen käyttämä kahden reseptorin taktiikka, sillä se voi hyödyntää ace-2- reseptorin lisäksi myös neuropiliini 1 -reseptoria. – Jos soluissa on neuropiliini 1 -proteiinia, infektio moninkertaistuu verrattuna tilanteeseen, jossa virus voi käyttää soluun menemiseen ainoastaan ace-2-reseptoria.
Neuropiliini 1:tä on Vapalahden mukaan erityisesti kehittyvässä verisuonistossa, tietyissä immuunisoluissa, ylähengitysteissä, hajuepiteelillä sekä hermosolujen kehittyvissä hermopäätteissä. – Se näyttääkin osaltaan voivan tarjota virukselle infektioreitin hajuepiteeliltä hajukäämiin ja sitä kautta keskushermostoon.
Mitä nyt tiedetään neurologisista ja pitkittyneistä oireista?
COVID-19-tautiin sairastuneilla on havaittu myös neurologisia oireita, kertoi neurologiaan erikoistuva lääkäri Eemil Partinen Helsingin yliopistollisesta keskussairaalasta. – Niitä on kuitenkin kartoitettu pääasiassa sairaalahoitoon joutuneilla, jotka ovat yleensä iäkkäämpiä ja joilla on usein rinnakkaissairauksia ja aiempia neurologisia sairauksia.
Akuutissa taudissa tavallisimpia neurologisia oireita ovat päänsärky, tajunnan häiriöt, haju- ja makuaistin häiriöt, akuutit aivoverenkiertohäiriöt ja huimaus. Aivoverenkiertohäiriöiden riskiä voivat Partisen mukaan kasvattaa COVID-19-infektioon liittyvä lisääntynyt veren hyytymisaktiivisuus ja verisuonen endoteelisolujen tulehdus.
Joillakin potilailla on havaittu akuutin taudin jälkeen esimerkiksi unihäiriöitä, uupumusta, sydämen tykyttelyä, ”aivosumua” ja muita kroonista väsymysoireyhtymää muistuttavia oireita. Joillekin on kehittynyt myös Parkinsonin taudin ensioireita.
Anatomian professori Seppo Parkkila Tampereen yliopistosta valotti webinaarissa tarkemmin niin sanottua pitkäkestoista COVID-19-tautia. Suomalaiseenkin tautiluokitukseen on hiljattain sisällytetty akuutin COVID-19-infektion lisäksi omina diagnooseinaan virusinfektion jälkitila sekä virusinfektioon liittyvä usean elinjärjestelmän tulehduksellinen oireyhtymä. Brittiläisen määritelmän mukaan akuutti COVID-19 kestää korkeintaan 4 viikkoa, 4–12 viikkoa kestänyt tauti on pitkittynyt COVID-19 ja oireiden jatkuessa yli 12 viikkoa voidaan puhua post-COVID-19-oireyhtymästä.
Yleisimpiä pitkäkestoisen COVID-19:n oireita ovat Parkkilan mukaan hengenahdistus, kurkkukipu, yskä, pahoinvointi, haju- ja makuaistin vajaus, lihaskivut, päänsärky, uupumus ja kuume. – Oireita voi siis kehittyä monen eri elinjärjestelmän alueelle. Tähän vaikuttanee osaltaan se, että viruksella on reseptoriensa kautta pääsy moniin eri elimiin.
Pitkäkestoisen COVID-19:n yleisyys on vaihdellut eri tutkimuksissa. Iso-Britanniassa, Yhdysvalloissa ja Ruotsissa tehdyssä tutkimuksessa 13 prosentilla potilaista oireet kestivät yli 4 viikkoa, 5 prosentilla yli 8 viikkoa ja 2 prosentilla yli 12 viikkoa. Yli viisi oiretta ensimmäisen viikon aikana ennusti suurempaa pitkäkestoisen taudin riskiä. Pitkäaikaisoireita on kuitenkin havaittu myös alkujaan lieväoireisilla tai oireettomilla.
Spesifiä hoitoa pitkäkestoiseen COVID-19-tautiin ei tunneta, mutta Parkkilan mukaan potilaita voidaan auttaa oireenmukaisella hoidolla, seurannalla ja tarvittaessa myös psykologisella tuella ja kuntoutuksella. – Globaalisti näitä potilaita on jatkossa valtavat määrät ja varmaan joka maassa joudutaan ottamaan kantaa, miten heidät parhaiten hoidetaan.
Webinaarin tallenne osoitteessa https://www.brsf.org/aivoviikko
