Covid-19 causa problemas no cérebro e sequelas neurológicas

Alterações de memória recente e confusão mental estão entre as sequelas neurológicas mais comuns da COVID-19. E experimentos com hamsters conduzidos na Universidade de São Paulo (USP) podem ajudar a entender como esses sintomas surgem e talvez até indicar um caminho para combatê-los.

A pesquisa foi conduzida com os animais vivos e também com astrócitos isolados do sistema nervoso central dos roedores e cultivados in vitro. Os resultados sugerem que a infecção pelo SARS-CoV-2 acelera o metabolismo dessas células nervosas e aumenta o consumo de moléculas usadas na geração de energia, como a glicose e o aminoácido glutamina.

O grande problema é que a glutamina também é importante para a síntese de glutamato – o principal neurotransmissor envolvido na comunicação entre neurônios –, que aparentemente fica prejudicada. Nos animais, a presença do vírus e alterações no nível de proteínas relacionadas com o metabolismo energético foram observadas no hipocampo (região do cérebro fundamental para a consolidação da memória e para o aprendizado) e no córtex (também importante para a memória, a cognição e a linguagem).

“Ao que tudo indica, o SARS-CoV-2 superativa o metabolismo dos astrócitos de modo a obter mais energia para replicar seu material genético e produzir novas partículas virais. Tanto que, quando usamos uma droga para bloquear a glutaminólise [a produção de energia a partir de glutamina], a replicação viral nas células em cultura foi reduzida em cerca de um terço”, conta Jean Pierre Peron, professor do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB-USP), pesquisador da Plataforma Científica Pasteur-USP (SPPU) e coordenador da investigação.

Os astrócitos são as células mais abundantes do sistema nervoso central e entre as suas diversas funções está a de dar e ao funcionamento dos neurônios fornecendo nutrientes como, por exemplo, glicose e glutamina. Eles também regulam a concentração de neurotransmissores e de outras substâncias com potencial de interferir no funcionamento neuronal, como o potássio. Além disso, integram a barreira hematoencefálica, que protege o cérebro contra patógenos e toxinas.

Resultados

Após infectar astrócitos de hamsters com o SARS-CoV-2, os pesquisadores observaram que as células aram a produzir moléculas inflamatórias (citocinas) e notaram uma mudança na expressão de proteínas relacionadas com o metabolismo de carbono (glicose). Ao analisar os metabólitos presentes na cultura de células, perceberam que algumas substâncias estavam bem reduzidas em comparação ao controle (astrócitos não infectados).

“Vimos que havia uma menor quantidade de glutamina e de outras moléculas envolvidas na geração de energia e na síntese de proteínas, como aspartato, piruvato e alfa-cetoglutarato. Esse resultado sugere que a célula está muito ativada metabolicamente. Acreditamos que isso ocorre porque o vírus demanda mais energia para se replicar”, explica Peron.

Em outro experimento, as culturas de astrócitos foram colocadas em um aparelho capaz de medir o consumo de glicose e de oxigênio – técnica conhecida como respirometria. A análise confirmou o metabolismo mais acelerado das células infectadas.

“Como se trata de sistema nervoso central, nos chamou a atenção o fato de a glutamina estar mais baixa, pois ela é matéria-prima para a síntese de glutamato e cerca de 90% das sinapses são mediadas por esse neurotransmissor. Aparentemente, portanto, a infecção causa um desbalanço de energia que, por sua vez, leva a um desbalanço nos níveis de glutamato. É possível que isso altere o funcionamento dos neurônios, mas é algo que ainda precisa ser testado”, afirma o professor do ICB-USP.