De manier waarop het coronavirus met geur knoeit, geeft aan hoe het de hersenen beïnvloedt

Het virus dat verantwoordelijk is voor COVID-19 kan iemands reukvermogen stelen, waardoor ze neusblind zijn voor vers gemaaid gras, een prikkelende maaltijd of zelfs hun eigen muffe kleding.

Maar tot nu toe blijven details ongrijpbaar over hoe SARS-CoV-2, het coronavirus dat COVID-19 veroorzaakt, kan infiltreren en de stinkende machines van het lichaam kan uitschakelen. Een recente hint komt van een jonge radiograaf die haar reukvermogen verloor. Ze had tekenen van een virale infectie in haar hersenen. Andere studies hebben echter geen tekenen van het virus in de hersenen opgeleverd.

Tegenstrijdig bewijs betekent dat niemand weet of SARS-CoV-2 zenuwcellen in de hersenen rechtstreeks kan infecteren, en zo ja, of de virusroute naar de hersenen soms in de neus kan beginnen. Begrijpen hoe het reukvermogen van mensen wordt geschaad (SN: 5/11/20), een symptoom dat naar schatting tussen 20 en 80 procent van de mensen met COVID-19 treft, zou meer kunnen onthullen over hoe het virus werkt.

Eén ding is tot nu toe echter zeker: het virus kan het reukvermogen stelen op een manier die niet normaal is.

‘Er is iets ongewoons aan de relatie tussen COVID-19 en geur’, zegt neurowetenschapper Sandeep Robert Datta van de Harvard Medical School in Boston. Verkoudheid kan ruiken voorkomen door de neus met slijm te vullen. Maar SARS-CoV-2 laat over het algemeen de neus vrij. ‘Veel mensen klagen erover dat ze hun reukvermogen verliezen als ze zich helemaal niet vol voelen’, zegt Datta.

Recente studies zijn begonnen met het identificeren van de cellen in het reukepitheel, een dun stuk weefsel dat een deel van de neusholte bekleedt en dat kwetsbaar lijkt voor SARS-CoV-2-infectie. Geurondersteunende cellen, sustentaculaire cellen genoemd, zijn waarschijnlijke doelen, rapporteren wetenschappers in twee nieuwe artikelen, één in ACS Chemische neurowetenschappen en de andere geplaatst op bioRxiv.org, een opslagplaats voor onderzoek dat niet door andere wetenschappers is beoordeeld.

“Natuurlijk weten we het niet zeker, maar op dit moment lijkt het erop dat de geurverliezen geassocieerd met SARS-CoV-2 waarschijnlijk te wijten zijn aan de impact op de ondersteunende cellen, de niet-neuronale cellen, in het reukepitheel, ”, Zegt sensorische psycholoog Beverly Cowart van het Monell Chemical Senses Center in Philadelphia, die bij geen van beide studies betrokken was.

Datta en zijn collega’s voerden experimenten uit die in neuscellen – ondersteunde cellen en de zenuwcellen die berichten naar de hersenen sturen – keken van zowel muizen als mensen voor tekenen van ACE2, een belangrijk eiwit dat SARS-CoV-2 vasthoudt om in cellen in te breken (SN: 2/3/20). Moleculaire signalen die aangeven dat het ACE2-eiwit zou worden gemaakt, werden gevonden in neusondersteunende cellen, waaronder sustentaculaire cellen, vonden de onderzoekers. Men denkt dat deze cellen helpen bij het handhaven van nauwkeurige concentraties van chemicaliën in de neus. Met deze mengsels kunnen zenuwcellen, reukreceptorneuronen genaamd, reuksignalen naar de hersenen afvuren.

Maar ACE2 was opvallend afwezig in deze neuronen, meldden de onderzoekers aanvankelijk 28 maart op bioRxiv.org. In een herziene versie van het artikel dat op 18 mei werd gepost, versterkten Datta en zijn collega’s dat bewijs, waaronder een directe detectie van ACE2-eiwit zelf in ondersteunende cellen, maar niet in neuronen.

Een andere studie, gepubliceerd op 7 mei ACS Chemische Neurowetenschappen, vergelijkbare resultaten gevonden bij muizen. Sustentaculaire cellen hadden ACE2-eiwit, Rafal Butowt van Nicolaus Copernicus Universiteit in Bydgoszcz, Polen en collega’s meldden. Maar neuronen hadden geen ACE2. De resultaten impliceren dat SARS-CoV-2 de reukreceptorneuronen niet kan infecteren zelf, of als het kan, dat het zeer zelden gebeurt, zegt Butowt, hoewel er meer werk nodig is om zeker te zijn. (Datta blijft voorlopig agnostisch over de vraag of neuronen geïnfecteerd kunnen raken.)

Als SARS-CoV-2 niet direct gericht is op reukreceptorneuronen, zou dat goed nieuws kunnen zijn. Dat komt omdat, wat neuronen betreft, reukreceptorneuronen ongebruikelijk zijn – ze leven buiten de hersenen, maar houden er een voet in. Deze precaire straddle maakt hen – en de hersenen zelf – kwetsbaar voor infecties. Andere pathogenen, waaronder een ander coronavirus en een hersenetende amoebe (SN: 20-07-15), kunnen deze neuronen en hun berichten-verzendende axonen die de hersenen bereiken, gebruiken als kanalen naar de hersenen. ‘De grote open vraag is of het SARS-CoV-2-virus al dan niet langs reukneuronale axonen naar de hersenen kan bewegen’, zegt Butowt.

Ander onderzoek suggereert dat het virus de hersenen kan binnendringen. In één onderzoek plaatsten wetenschappers het virus in de neus van muizen die zijn ontworpen om de menselijke vorm van ACE2-eiwit te hebben. Later, de virus was verspreid aan de longen, luchtpijp en hersenen van de muizen, rapporteren wetenschappers 26 mei in Cell Host & Microbe.

‘Dat is het juiste experiment om te doen’, zegt Datta. Maar hij merkt op dat enkele belangrijke details, zoals waar de neuronen zich in de hersenen bevinden en hoeveel van hen zijn geïnfecteerd, niet diepgaand in het artikel worden vermeld. Het is ook niet duidelijk hoe het virus daadwerkelijk in de hersenen is terechtgekomen.

Studies over menselijke hersenen zijn gemengd. In postmortale studies van 10 mensen die stierven aan COVID-19, geen van hen had SARS-CoV-2 in hersenvocht, wat suggereert dat het virus niet in hun hersenen zat. De paper, gepubliceerd op 21 mei JAMA, vermeldde niet of deze mensen hun reukvermogen hadden verloren.

Maar er verscheen een MRI van de hersenen van een jonge vrouw tekenen van SARS-CoV-2-infectie in verschillende gebieden die betrokken zijn bij geur, waaronder de reukbol en een deel van de hersenen dat de juiste gyrus rectus wordt genoemd, die helpt bij het verwerken van geursignalen, rapporteren wetenschappers op 29 mei in JAMA Neurology. De vrouw, die als radiograaf werkte op een afdeling waar COVID-19-patiënten werden behandeld, had haar reukvermogen volledig verloren, maar had verder slechts milde symptomen. Op basis van deze bevindingen vermoeden Letterio Politi, een radioloog van het Humanitas Clinical and Research Hospital en de Universiteit in Milaan, Italië, en collega’s dat het virus vanuit haar neus het brein van de vrouw binnendrong.

Zenuwcellen zijn niet het enige potentiële voertuig. Studies hebben aangetoond dat het coronavirus pericytes, cellen die zich rond de bloedvaten wikkelen, kan infecteren en de stroom kan helpen regelen. In de hersenen helpen pericytes de bloed-hersenbarrière te behouden, die is ontworpen om ziekteverwekkers buiten te houden. Een doorbraak daar zou het virus in de hersenen kunnen laten. Voorlopig laten hiaten in basiskennis en een gebrek aan gedocumenteerde gevallen de vraag open of het coronavirus de hersenen bereikt, en zo ja, hoe. Meer onderzoek naar weefsel dat afkomstig is van geïnfecteerde mensen is dringend nodig, zegt Datta. ‘We hebben veel meer informatie nodig dan we nu hebben.’