「ブレインフォグ」は、記憶、集中力、睡眠、会話に影響を及ぼすさまざまな認知症状であり、ロングCOVID-19の人によく見られる症状です。
科学者たちは、ウイルスが脳に及ぼす潜在的な影響をシミュレーションするために、幹細胞研究を利用してきました。
脳の免疫細胞の重要な役割の一つは、活動していないシナプス、つまり研究者らが説明するところの「古い接続」を刈り取ることです。
しかし、COVID-19に感染したモデルでは過剰な数のシナプスが除去されており、これが一部の人々に認知症状が現れる理由を説明できる可能性があります。
次の段階は、さまざまな薬剤が感染したモデルで見られた変化を抑制できるかどうかを調べることであり、効果的な治療法への道が開かれることが期待されています。
COVIDに感染した人の一部では、症状が数か月、あるいは数年間にわたって続きます。最初の感染後にこの状態は一般に「ロングCOVID」と呼ばれています。
ロングCOVIDの人の中には、「ブレインフォグ」に悩まされている人がいます。これには、記憶、集中力、睡眠、会話に影響を及ぼす多様な認知症状が含まれます。また、COVIDに感染したことがある人は、認知症などの脳の疾患を発症するリスクが高まる可能性があるという知見への懸念も高まっています。
科学者たちは、COVID感染が人間の脳にどのように影響するのかを正確に理解するための研究を進めています。しかし、生きている人の脳で実験することはできないため、研究は困難です。その一つの方法として、幹細胞から育てた微小な臓器であるオルガノイドを作成する方法があります。
ある最近の研究では、ピンの頭よりもやや大きい脳オルガノイドを作成し、COVID-19の原因となるウイルスであるSARS-CoV-2に感染させました。
これらのオルガノイドでは、正常な脳で予想されるよりも多くのシナプス（脳細胞間の接続）が除去されていることがわかりました。
シナプスは、ニューロンが互いに情報を伝達できるようにするため重要です。とはいえ、一定量の活動していないシナプスの除去は正常な脳機能の一部です。脳は、不要になった古い接続を取り除き、より効率的な機能を可能にする新しい接続のための場所を確保しています。
脳の免疫細胞、またはミクログリアの重要な機能の一つは、これらの活動していないシナプスを刈り取ることです。
COVID感染モデルで確認された過剰なシナプス除去は、一部の人々がロングCOVIDの一環として認知症状を持つ理由を説明できる可能性があります。
神経変性疾患との類似点
興味深いことに、この刈り取りの過程は、脳に影響を及ぼすいくつかの疾患において誤作動を起こすと考えられています。特に、過剰なシナプス除去は最近、神経発達障害、統合失調症、および神経変性疾患（アルツハイマー病やパーキンソン病など）との関連が指摘されています。
単一細胞のRNAを解析することで、オルガノイド内のさまざまな細胞種がウイルスにどのように反応するかを調べることができました。COVID感染オルガノイドにおいて、ミクログリアによって発現が上昇または抑制された遺伝子のパターンは、神経変性疾患で見られる変化を模倣していることがわかりました。
これは、COVIDと特定の神経疾患を発症するリスクとの関連をある程度説明する可能性があります。
治療の有望な標的となる可能性
本研究の限界の一つは、オルガノイドモデルが成人の脳よりも胎児または初期の脳に近いことです。そのため、本研究で確認された変化が必ずしも成人の脳にも反映されるかどうかは断言できません。
しかしながら、いくつかの死後および画像研究では、COVID患者における神経細胞の死や灰白質の厚さの減少が報告されており、これは成人においても感染によって同様のシナプス消失が起きている可能性を示唆しています。
この研究の方向性が有益であることが示されれば、本研究の知見は、COVIDやその他の脳に影響するウイルス感染後も認知症状が持続する仕組みを示している可能性があると考えています。
SARS-CoV-2はRNAウイルスであり、同様の過程は、認知症状の残存を引き起こす可能性のある他のRNAウイルス（西ナイルウイルスなど）に感染したマウスでも確認されています。
今後は、さまざまな薬剤が感染モデルで見られた変化を抑制できるかどうかを調べ、効果的な治療法への道が開かれることを期待しています。別の研究では、ミノサイクリンという抗生物質が、シャーレ内でミクログリアによるシナプス刈り取りの程度を低減できることを確認しました。そのため、この薬剤がSARS-CoV-2感染後の脳オルガノイドモデルでも有効かどうかを調べたいと考えています。
