Нижегородские учёные продвинулись в борьбе с постковидным синдромом

Волна пандемии отхлынула, оставив после себя постковидный синдром. Проявляется он по-разному. Это может быть слабость и утомляемость, нарушение внимания и выпадение волос, одышка и головные боли. Из числа самых болезненных проявлений — нарушения памяти и тревожность. Исследователи всей планеты стараются разгадать механизмы этих явлений, чтобы помочь людям, переболевшим коронавирусом. К разгадке нарушения памяти при постковидном синдроме приблизились нижегородские учёные.

Если астроциты заразились

Проблему изучают на кафедре нейротехнологий Института биологии и биомедицины (это структурное подразделение ННГУ им. Лобачевского). За память отвечает мозг, и деятельность его связана с ритмами. В формировании ритмов мозга участвуют особые клетки — астроциты (их еще называют глиальными клетками).

На кафедре предположили, что инфицирование коронавирусом астроцитов приводит к нарушению метаболизма в мозге и нарушению его ритмов. Как следствие — проблемы с памятью и синдром тревожности. Оба этих симптома заметно портят жизнь. Ухудшают качество жизни, как говорят в официальных отчётах.

Для подтверждения своей гипотезы группа учёных — Сергей Стасенко, Александр Храмов и Виктор Казанцев — разработала математическую модель нарушения ритмов в мозге. Модель предсказала возможные механизмы и степень нарушения ритмов мозга после проникновения вируса в астроциты.

Математические модели — удобный инструмент для экспериментальных исследований. Они позволяют выработать более конкретное направление исследований, чтобы детально анализировать процессы в мозге. Иногда они используются в тех случаях, когда экспериментальная база недостаточна, или исследования слишком дороги, или требуется значительное время (порядка нескольких лет) для получения результатов. Например, модели строятся на основе экспериментальных данных для предсказания сложноизмеряемых состояний мозга.

Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports издательства Nature. Это крупное международное издательство, специализирующееся на серьёзных научных журналах.

Опубликоваться в таком журнале — престижно. Это маркер высокого уровня исследований и значимости их для международного сообщества. Для молодых же учёных это международное признание и возможность быть заметным на международном уровне.

Собрать воедино

«Я уже давно занимаюсь моделированием процессов в мозге, в частности, нейрон-глиальным взаимодействием, и защищал степень кандидата физико-математических наук в этой области, — рассказал нашему корреспонденту доцент кафедры нейротехнологий Института биологии и биомедицины ННГУ Сергей Стасенко. — Современная экспериментальная биология позволяет проводить фантастические исследования и получать разные фундаментальные знания о процессах в мозге. Но синтез полученных фундаментальных знаний в единое целое, что могло бы описать какие-то функциональные состояния мозга и предсказать направления исследований, лежит на стороне математического моделирования, которым я и занимаюсь».

Пандемия COVID-19 была объявлена в марте 2020 года. В начале 2021 появились упоминания о первых экспериментальных работах, которые исследовали процессы в мозге у больных «короной».

Сергей Стасенко сразу обратил внимание на эти эксперименты.

Учёные обращались тогда лишь к некоторым фактам перебоев в этих молекулярно-клеточных процессах. Но никто не делал попыток собрать эти факты в единое представление об изменениях в мозге при ковиде, которые ведут к кратковременной потере памяти, ухудшению внимания и другим когнитивным последствиям при постковидном синдроме.

Однако факт нарушений функций астроцитов уже был зафиксирован.

«Тогда я выдвинул гипотезу о том, что, возможно, нарушения функций астроцитов могут быть причиной нарушений памяти — в более ранних исследованиях мы с коллегами на математической модели уже показали участие астроцитов в формировании ритмогенеза в мозге. А он является важным во многих когнитивных процессах, в том числе памяти, — рассказал Сергей Стасенко. — Разработка, расчёты и доказательство гипотезы на модели заняло примерно полгода. И в декабре 2021 года мы подали статью в журнал издательства Nature Publishing Group».

Поражает системно

Ритмы мозга лежат в основе памяти, поэтому нарушение ритмогенеза ведёт за собой нарушения памяти и другие последствия, например, тревожность.

Однако «волшебная таблетка» для восстановления памяти после ковида пока ещё не придумана. Между тем, COVID-19 — первое такое заболевание, которое поражает множество органов и существенно — системно, как говорят специалисты — влияет на человеческий организм. К тому же признан пандемией. Поэтому исследования влияния ковида на мозг сейчас активно продолжаются. Но даже сейчас на основе результатов наших учёных можно разрабатывать терапевтические методы, которые через воздействие на астроциты улучшат и работу памяти.

Как будет использоваться математическая модель дальше? Возможно ли использование этой модели для изучения других последствий ковида? Последствий других вирусных заболеваний?

«Повышенная тревожность и нарушения памяти остаются наиболее тяжёлыми последствиями заражения коронавирусом. Надеемся, что разработанная нами модель и полученные результаты смогут прояснить процессы, происходящие в организме после перенесённой инфекции COVID-19, в частности, связанные с нарушением памяти при постковидном синдроме», — подчеркнул Сергей Стасенко.

Светлана Кукина