Sebuah studi tiga cabang baru-baru ini menyimpulkan bahwa SARS-CoV-2 dapat menginfeksi sel saraf dan menghambat aliran darah di sistem saraf pusat.

image 101 - SARS-CoV-2 pada Neuron dapat Merusak Jaringan Otak
Science Photo Library/Getty Images

COVID-19 terus memiliki efek yang menghancurkan pada kesehatan jangka pendek dan jangka panjang jutaan orang di seluruh dunia.

Karena SARS-CoV-2, virus yang menyebabkan penyakit, merupakan wilayah yang relatif baru, para peneliti masih menyelidiki bagaimana fungsinya di dalam berbagai organ.

Sebuah tim ilmuwan, banyak dari Yale School of Medicine, di New Haven, CT, baru-baru ini memberikan bukti bahwa SARS-CoV-2 dapat secara langsung menginfeksi sel di sistem saraf pusat (SSP) dan menyebabkan kerusakan jaringan.

Hasilnya muncul di Journal of Experimental Medicine .

SARS-CoV-2 menginfeksi jaringan paru-paru dengan mengikat reseptor angiotensin converting enzyme 2 (ACE 2) pada permukaan sel. Setelah berikatan dengan sel, virus dapat masuk ke dalamnya dan menyebabkan gejala pernapasan seperti sesak napas dan batuk kering.

Namun, penelitian terbaru menunjukkan bahwa virus juga dapat menginfeksi sel di SSP, yang terdiri dari otak dan sumsum tulang belakang.

Ini membantu menjelaskan peningkatan jumlah pasien dengan gejala neurologis , termasuk pusing, kebingungan, stroke, dan koma.

Penelitian ini menambah penelitian sebelumnya dengan menganalisis mekanisme infeksi sel saraf. Untuk mengeksplorasi sejauh mana dan dampak infeksi, tim menggunakan tiga model otak yang berbeda: organoid otak manusia , tikus yang direkayasa secara genetik, dan otopsi orang dengan COVID-19 yang telah meninggal.

Organoid otak manusia

Studi ini pertama kali meneliti potensi SARS-CoV-2 untuk menginfeksi otak menggunakan organoid otak manusia – model 3D yang diproduksi di laboratorium dari sel induk individu yang sehat.

Para ilmuwan juga menggunakan model organoid otak untuk menganalisis pertanyaan serupa tentang infeksi saraf selama epidemi virus Zika 2015-2016.

Dalam penelitian ini, organoid menumpuk sel SARS-CoV-2-positif dalam wilayah otak tertentu, memberikan bukti bahwa virus dapat menginfeksi neuron dan menggandakan dirinya sendiri.

Area di dekat sel yang terinfeksi ini juga menandakan peningkatan tingkat kematian sel. Namun, ternyata sebagian besar sel mati tersebut belum terinfeksi. Sel rentan terhadap infeksi atau kematian sel, tetapi jarang terhadap keduanya.

Untuk menyelidiki hal ini lebih lanjut, para peneliti membandingkan gen sel yang terinfeksi dengan gen dari sel terdekat yang tidak terinfeksi. Mereka menemukan bahwa sel yang terinfeksi menunjukkan metabolisme yang meningkat yang memungkinkan virus bereplikasi secara lebih efisien dan berpotensi membatasi suplai oksigen sel di sekitarnya.

Temuan ini menunjukkan bahwa virus memiliki kemampuan untuk mengubah metabolisme sel untuk menciptakan lingkungan di mana sel yang terinfeksi berkembang biak dan sel tetangga tidak dapat bertahan hidup.

Model organoid juga menunjukkan bahwa reseptor ACE2 memungkinkan virus memasuki sel otak, serupa dengan yang terjadi di paru-paru. Hasilnya mengejutkan, karena sebelumnya tidak jelas apakah sel di SSP menghasilkan reseptor ACE2.

Ketika para peneliti memasukkan antibodi ke organoid untuk memblokir protein, virus tidak dapat mengikat protein, dan tingkat infeksi sel menurun.

Tikus hasil rekayasa genetika

Selanjutnya, para peneliti menggunakan model tikus untuk mengamati infeksi SSP dalam konteks seluruh organisme. Untuk meniru infeksi pada manusia, mereka memodifikasi tikus secara genetik untuk menghasilkan protein ACE2 manusia.

Setelah menginfeksi tikus, para ilmuwan mendeteksi sel saraf yang terinfeksi tingkat tinggi. Kadar ini dikaitkan dengan perubahan signifikan pada pembuluh darah – perubahan yang dapat mengganggu aliran oksigen ke otak.

Studi ini juga membandingkan efek infeksi SSP dan infeksi paru-paru pada tikus dan menentukan bahwa infeksi SSP secara signifikan lebih mematikan. Bahkan dengan dosis virus yang lebih rendah, infeksi saraf menyebabkan penurunan berat badan dan kematian pada tikus.

Otopsi pasien COVID-19

Akhirnya, para peneliti memeriksa daerah otak dari tiga pasien yang meninggal karena komplikasi COVID-19 yang parah. Semuanya pernah mengalami gagal napas dan dirawat di unit perawatan intensif.

Di dalam wilayah otak yang terinfeksi, terdapat indikasi kerusakan jaringan dan kematian sel berupa infark iskemik – area jaringan mati yang disebabkan oleh kurangnya aliran darah.

Infark ini disebabkan oleh beberapa gangguan pada oksigen dan aliran darah. Mereka serupa dengan yang diamati para peneliti pada model organoid otak dan tikus, yang juga menunjukkan bukti kekurangan oksigen.

“Secara keseluruhan, penelitian kami memberikan suatu demonstrasi yang jelas bahwa neuron dapat menjadi target infeksi SARS-CoV-2, dengan konsekuensi yang menghancurkan dari iskemia lokal di otak dan kematian sel.”

– Rekan penulis senior Dr. Kaya Bilguvar

Memahami faktor mana yang meningkatkan kerentanan terhadap infeksi ini akan membutuhkan lebih banyak penelitian, tetapi penelitian ini telah memberikan wawasan tentang mekanisme SSP yang lebih rinci dalam kaitannya dengan COVID-19.

Sumber:

Medical News Today

ARTIKEL TERKAIT

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here