SARS-CoV-2 바이러스가 뇌로 침투하는 경로

(Figure depicts SARS-CoV-2 spreading through blood vessels (green) to infect pericytes (red), which amplify infection and can spread infection to other cell types in the brain. Credit: UC San Diego Health Sciences)

SARS-CoV-2는 호흡기 상피의 ACE2 수용체와 결합해 세포 내로 침투합니다. 하지만 과학자들은 의외로 많은 장소에서 SARS-CoV-2 바이러스의 증거를 찾아내고는 놀라지 않을 수 없었습니다. 이 가운데 하나는 바로 뇌와 신경 조직입니다. 본래 뇌는 BBB (blood brain barrier)라는 단단한 보호막을 지니고 있어 세균이나 바이러스가 침투하기 힘들기 때문에 SARS-CoV-2가 어떤 경로로 여기까지 들어오는지 미스터리였습니다.

UC 샌디에고의 조셉 글리슨 교수 (Joseph Gleeson, MD, Rady Professor of Neuroscience at UC San Diego School of Medicine)가 이끄는 연구팀은 새로운 감염 경로를 확인했습니다. 과거 연구에서 SARS-CoV-2가 뇌척수액에서 발견되었기 때문에 이것이 침투 경로로 생각된 바 있으나 사실 뇌 감염 후 나타난 2차적 반응일 가능성도 높았습니다. 연구팀은 BBB를 통과할 수 있는 다른 경로를 생각했습니다. 작은 혈관을 둘러쌓고 있는 신축성 있는 길쭉한 세포인 혈관 주위 세포 (pericyte)가 그것입니다.

연구팀은 혈관과 혈관 주위 세포까지 포함한 현실적인 3차원 뇌 모델 오가노이드(organoid)인 어셈블로이드 (assembloid)를 만들어 SARS-CoV-2 바이러스가 혈관 주위 세포에 감염된 후 다시 증식해서 주변으로 퍼진다는 사실을 확인했습니다. 신경 세포는 바이러스가 침투할 경로가 마땅치 않아 매우 내성이 강한 반면 ACE2 수용체를 일부 지닌 혈관 주위 세포나 뇌 조직의 다른 세포들이 SARS-CoV-2 바이러스의 침투 경로가 될 수 있는 것입니다.

최초 바이러스 감염은 호흡기 상피를 통해 일어난 후 혈관을 타고 온 몸으로 퍼지는 것으로 생각됩니다. 이후 뇌에 있는 미세 혈관의 혈관 주위 세포를 감염시킨 후 여기를 통해 뇌 조직 안쪽으로 전파되는 것입니다. BBB 자체를 감염원으로 삼아 퍼진다고 볼 수 있는 부분입니다. 코로나 19 환자에서 자주 보이는 신경학적 증상은 이와 연관된 것으로 보입니다.

우리가 이 바이러스의 병태 생리를 잘 이해할수록 합병증을 막고 치료 성적을 높일 수 있는 방법을 개발할 수 있습니다. 지피지기면 백전백승이라는 이야기는 코로나 19 역시 예외가 아닐 것입니다.

참고

https://medicalxpress.com/news/2021-07-3d-assembloid-sars-cov-infects-brain.html

Lu Wang et al, A human three-dimensional neural-perivascular 'assembloid' promotes astrocytic development and enables modeling of SARS-CoV-2 neuropathology, Nature Medicine (2021). DOI: 10.1038/s41591-021-01443-1

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