Биологи подтвердили способность коронавируса заражать клетки сетчатки глаза и реплицироваться в них

В начале пандемии медики думали, что Covid-19 проявляется в основном как респираторное заболевание. Но почти за три года мы узнали, что коронавирус способен поражать множество систем организма: согласно предыдущим исследованиям, у некоторых пациентов он вызывает даже глазные симптомы и обнаруживается в сетчатке и зрительном нерве. Тем не менее это оставалось спорной темой, так как не всем ученым удалось выявить патологии сетчатки у больных Covid-19, а другие авторы предполагали, что SARS-CoV-2 может инфицировать фоторецепторные клетки, а вот активно реплицироваться там — нет.

Биологи и вирусологи из Института молекулярной биомедицины Общества Макса Планка и Вестфальского университета имени Вильгельмав в Германии использовали органоиды — трехмерные культуры тканей из стволовых клеток человека, напоминающие определенные органы по морфологии или функциям, — чтобы подтвердить способность коронавируса не только заражать нейроны сетчатки, но и размножаться в них. Исследование опубликовано в виде препринта на портале bioRxiv.org и ожидает рецензирования.

Чтобы проверить гипотезу, относительно зрелые органоиды сетчатки человека подвергли действию коронавируса, а затем инкубировали и изучали. Рибонуклеиновую кислоту вируса обнаружили с помощью анализа ПЦР в органоидах, обработанных SARS-CoV-2, но не в контрольных: то есть образцы действительно были инфицированы.

«Также мы использовали анализ вирусных бляшек для измерения активных вирусных концентраций, продуцируемых зараженными органоидами. Появление вирусных бляшек в обработанных культурах клеток <…> указывало на формирование нового вирусного потомства. Это стало первым доказательством того, что SARS-CoV-2 реплицируется в тканях сетчатки глаза человека. Титры росли после 48 часов, но неожиданно снижались до уровней, аналогичных 24-часовому показателю, через трое суток. Аналогичное явление ранее наблюдали в органоидах мозга, инфицированных SARS-CoV-2. Небольшое количество N-белков коронавируса обнаружили в зараженных органоидах на 130-й и 160-й день», — пишут авторы работы.

По их словам, органоиды, полученные из эмбриональных стволовых клеток человека, тоже были восприимчивыми к инфекции. Причем зараженные клетки, по-видимому, локализуются во внутренней, светочувствительной части у более молодых органоидов сетчатки, а наружную, пигментную часть поражают в зрелых.

Помимо этого, вирус повышал экспрессию воспалительных генов — особенно тех, что связаны с цитокинами вроде интерлейкина-33 (IL-33). Он коррелирует не только с Covid-19, но и дегенерацией сетчатки. Это хроническое прогрессирующее заболевание характеризуется дистрофическими процессами в центральной зоне сетчатки и сосудистой оболочке глаза. Еще одним особенно активным геном оказался NLRP1: среди прочего он связан с гибелью ганглиозных клеток у пациентов с острой глаукомой.

«Чтобы оценить степень, в которой инфекция сетчатки опосредована ангиотензинпревращающим ферментом 2, органоиды обрабатывали антителами, блокирующими ACE2. Как выяснилось, они стали содержать значительно меньшее количество нуклеокапсидных белков SARS-CoV-2 по сравнению с контрольными образцами. Следовательно, наши результаты показали, что инфицирование клеток сетчатки зависит от рецепторов ACE2», — подытожили биологи.