Белок вируса SARS-CoV-2 активирует нервные рецепторы, вызывая кашель и боль

Исследователи из США установили механизм, посредством которого коронавирус провоцирует такие симптомы, как кашель, чихание и головная боль. Оказалось, что специфический вирусный белок способен напрямую взаимодействовать с болевыми рецепторами в респираторной системе, активируя соответствующие нейроны. Результаты работы опубликованы в научном журнале «Neuron».

Роль белка PLpro в физиологических реакциях

Команда молекулярных биологов под руководством профессора Дианы Баутисты из Медицинского института Говарда Хьюза изучала взаимодействие вирусных компонентов с клеточными системами организма. В ходе анализа было выявлено, что белок PLpro не только подавляет иммунный ответ и участвует в формировании оболочки частиц SARS-CoV-2, но и обладает способностью стимулировать нервную ткань.

«Кашель и чихание являются наиболее распространенными симптомами острых респираторных вирусных инфекций, однако до сих пор оставался неизвестным механизм их возникновения», — отметили авторы исследования. Они подчеркнули, что впервые удалось доказать: сам по себе вирусный белок PLpro запускает активность нейронов, отвечающих за восприятие боли, что приводит к рефлекторным действиям.

Эксперименты на животных моделях

Гипотеза о влиянии структурно схожих молекул, встречающихся у растений, бактерий и животных, на болевые рецепторы потребовала проверки на живых организмах. Ученые исследовали воздействие PLpro на нейроны носоглотки и дыхательных органов мышей. Эксперимент показал, что даже минимальные концентрации этого белка активировали примерно треть нервных клеток в указанных зонах.

Большинство затронутых нейронов относились к типу TRPV1, который является одним из видов болевых рецепторов. Записи, сделанные высокоскоростными камерами, зафиксировали прямую связь между активацией этих клеток и появлением у грызунов приступов чихания, кашля и признаков болевого синдрома.

Распространение механизма на другие вирусы

Анализ показал, что аналогичную реакцию у мышей вызывают белки PLpro, продуцируемые другими патогенами. В частности, речь идет о вирусе, вызывающем тяжелый острый респираторный синдром (SARS-CoV-1), и возбудителе ближневосточного респираторного синдрома (MERS). Это свидетельствует о том, что несколько типов вирусов способны модулировать работу нервной системы хозяина.

Подобное изменение активности нейронов рассматривается исследователями как фактор, потенциально облегчающий распространение инфекции. Механизм позволяет патогену использовать естественные защитные реакции организма для своей передачи.