Por que a perda de olfato pode ser um sintoma permanente da COVID-19?

Marissa G. Schamne

01 de junho de 2021

Anosmia e COVID-19

Desde que a pandemia da COVID-19 começou os termos hiposmia e anosmia ficaram mais populares.
Em um estudo publicado no início de maio/2021 pela revista Science Translational Medicine os pesquisadores investigaram o motivo da anosmia ser um sintoma duradouro na COVID-19. A anosmia e a ageusia são sintomas comuns na doença, principalmente em casos leves-moderados. O comprometimento do neuroepitélio do trato olfatório pode ser a chave para compreender esses sintomas.
Embora a COVID-19 seja uma doença respiratória, boa parte dos pacientes apresentam sintomas extra-respiratórios em diferentes graus de severidade. Dentre eles está a hiposmia/anosmia e a ageusia - considerados sinais cardinais da COVID-19.
Na porção superior do trato respiratório encontra-se presente um tipo de tecido chamado mucosa olfatória. E é nessa região que a cavidade nasal está em contato direto com o sistema nervoso central (SNC), através dos neurônios olfatórios sensoriais, que projetam seus axônios em direção ao bulbo olfatório. Diversas infecções causadas por vírus como Influenza, coronavírus humano endêmico e o SARS-CoV-1, provocam a perda do olfato pela invasão ao SNC através da mucosa olfatória por uma via retrógrada. Os pesquisadores desse estudo acreditam que o SARS-CoV-2, agente etiológico da COVID-19, faça o mesmo.
Diferentes estudos conduzidos pelos pesquisadores Cantuti-Castelvetri, Matschke e Puelles, identificaram o novo coronavírus na mucosa olfatória e em regiões profundas do SNC. Apesar desses dados, a rota de entrada do SARS-CoV-2 e o exato mecanismo que provoca a disfunção olfatória em pacientes com a COVID-19 ainda não é bem compreendido. Somente após estudos detalhados do sistema olfatório em pacientes com a COVID-19 será possível compreender a neuroinvasidade do SARS-CoV-2.
Enquanto esses estudos não acontecem em humanos, os modelos animais que reproduzem as características biológicas e clínicas da anosmia e ageusia relacionadas à COVID-19 são uma alternativa para tentar compreender melhor esses sintomas e conhecer o mecanismo fisiopatológico envolvido. Um exemplo de modelo animal muito útil e confiável para os estudos sobre a COVID-19 está nos hamsters golden Syrian (Mesocricetus auratus). Esses animais expressam a proteína ECA2, que torna possível a interação com o SARS-CoV-2, e assim constitui-se um modelo "natural" para estudar a infecção pelo novo coronavírus (ou seja, não depende de modelos genéticos, usados na grande maioria dos estudos).
Os pesquisadores desse estudo buscaram identificar como o SARS-CoV-2 interage com a mucosa olfatória e quais os mecanismos fisiopatológicos envolvidos com a anosmia e ageusia utilizando um modelo animal com hamster golden Syrian. Esse estudo foi conduzido em três etapas:

Investigação da mucosa olfatória de pacientes com a COVID-19 e anosmia;
Investigação do mecanismo fisiopatológico da anosmia e ageusia em um modelo animal;
Investigação da mucosa olfatória de pacientes pós-infecção pelo SARS-CoV-2 com anosmia de longa duração.

Os resultados da etapa 1 permitem identificar a infecção pelo SARS-CoV-2 na mucosa olfatória de pacientes com a COVID-19 e com anosmia aguda nos estágios iniciais da infecção. Os marcadores de imunofluorescência utilizados permitiram a visualização de um processo inflamatório na mucosa olfatória desses pacientes.

Células imunofluorescentes retiradas da mucosa olfatória de um indivíduo controle #1 e de um paciente com COVID-19 #2. Em amarelo é possível identificar um neurônio olfatório infectado pelo SARS-CoV-2. FONTE: Dias de Melo, et al., 2021.

Imagens de imunofluorescência da mucosa olfatória de um paciente com a COVID-19. Em vermelho é possível observar um neurônio olfatório infectado. Em cinza é possível observar uma célula de sustentação CK18+ também infectada. FONTE: Dias de Melo, et al., 2021.

Os resultados dessa etapa demonstram que o SARS-CoV-2 infecta o neuroepitélio olfatório e provoca um processo inflamatório nessa região. Diversos tipos celulares podem ser infectados pelo vírus, e consequentemente uma grande quantidade de morte celular via apoptose pode acontecer.
Já na segunda etapa, usando um modelo animal para estudo da COVID-19, os pesquisadores inocularam através da via intranasal 6.10⁴ UFC do SARS-CoV-2. Esses animais começaram a apresentar perda de peso 2 dias pós-inoculação, sendo o pico nos dias 4-6 pós-inoculação, evoluindo para a resolução da doença em 14 dias pós-inoculação viral. A carga viral nas vias aéreas desses animais foi bastante alta, detectada a partir do dia 2 pós-inoculação e permanecendo detectável até o 14º dia - resultados consistentes com o tropismo do SARS-CoV-2 pelas vias aéreas. O RNA viral também foi detectado em diversas regiões cerebrais, como no bulbo olfatório, córtex, tronco cerebral e cerebelo.

Características clínicas e moleculares do modelo animal para estudo da COVID-19. (A) Peso corporal; (B) Score clínico; (C) Carga viral nas vias aéreas; (D) Carga viral em áreas cerebrais. FONTE: Dias de Melo, et al., 2021.

Na sequência, os cientistas foram investigar as funções olfatórias e gustatórias desses animais. Dois dias após a inoculação do vírus, os animais foram submetidos ao teste de preferência a sacarose. Os animas do grupo controle apresentaram uma clara preferência pelo consumo da solução de sacarose em relação a água, enquanto que os animais infectados não fizeram distinção entre as garrafas - indicativo da disgeusia/ageusia. Para avaliar a função olfatória, os animais foram submetidos a testes de busca pela comida. Os animais infectados com o SARS-CoV-2 gastaram muito mais tempo procurando pelo alimento comparado aos animais do grupo controle. Após os 14 dias pós-infecção, o teste de busca pelo alimento foi repetido, e todos os animais, inclusive aqueles infectados pelo vírus, foram capazes de encontrar o alimento - sugerindo que a anosmia associada à infecção reverteu-se espontaneamente.
Os pesquisadores avaliaram também o impacto da infecção pelo SARS-CoV-2 na mucosa olfatória desses animais. As imagens de microscopia eletrônica permitem perceber que no 2º dia pós-inoculação viral, as células dessa região já haviam perdido os cílios. No quarto dia pós-inoculação, foi possível observar a presença de partículas virais nessas células que perderam os cílios. Outro detalhe importante, as regiões do neuroepitélio que continham células infectadas, estavam desorganizadas, enquanto que regiões adjacentes, sem a presença do vírus, estavam morfologicamente intactas.

Imagens de microscopia eletrônica permitem visualizar a perda de cílios pelas células do sistema olfatório (C, D e E). Em D' e D'' é possível observar as partículas virais emergindo das células ciliadas. FONTE: Dias de Melo, et al., 2021.

Na tentativa de descobrir como o SARS-CoV-2 chega ao SNC, os pesquisadores foram avaliando o "caminho" da mucosa nasal até o SNC, buscando pela presença do vírus ou células infectadas. O vírus foi detectado desde o nervo olfatório até os neurônios sensoriais que chegam ao bulbo olfatório. Uma vez no SNC, o vírus foi detectado apenas na região do bulbo olfatório. Com isso, é possível concluir que o SARS-CoV-2 entra no cérebro através do sistema olfatório, embora os pesquisadores alertem que essa não é a única rota de entrada possível.
Nos últimos experimentos com os animais, os cientistas investigaram o processo inflamatório e sua duração. Pelos resultados encontrados, fica evidente a ocorrência de um processo inflamatório durante a fase de infecção, e essa inflamação persiste na fase pós-infecção, com o indivíduo já assintomático.

E os pacientes com anosmia duradoura?

Alguns casos de COVID-19 são caracterizados por sintomas neurológicos e sensoriais duradouros, persistindo por meses após a fase sintomática da doença. É possível que essa durabilidade do sintoma esteja associada com a persistência de infecção viral e/ou inflamação nos tecidos dessa região.
Para estudar essa fase, os pesquisadores selecionaram 4 pacientes que tiveram a COVID-19 e apresentavam anosmia de longa duração. Após uma análise de swab da nasofaringe, não foi detectado RNA viral por RT-qPCR nesses pacientes. No entanto, todos esses pacientes possuíam quantidades detectáveis de RNA do SARS-CoV-2 em amostras de células da mucosa olfatória, e alguns desses pacientes possuíam quantidades relativamente altas de RNA genômico na mucosa olfatória. Nesses indivíduos avaliados também foram identificados níveis elevados de marcadores inflamatórios na mucosa olfatória.
Com esses dados, os cientistas sugerem que o neuroepitélio olfatório de pacientes com anosmia de longa duração permanece infectado pelo RNA do SARS-CoV-2, e consequentemente, o processo inflamatório também se mantém. Portanto, foi proposto pelos pesquisadores que a perda de olfato de longa duração associada à COVID-19 é resultado da inflamação causada pela infecção persistente.
REFERÊNCIAS: 1. Dias de Melo, et al. COVID-19 related anosmia is associated with viral persistence and inflammation in human olfactory epithelium and brain infection in hamsters. Sci. Transl. Med., 2021. 2. Cantuti-Castelvetri, et al. Neuropilin-1 facilitates SARS-CoV-2 cell entry and infectivity. Science, 2020. 3. Ramani, et al. SARS-CoV-2 targets neurons of 3D human brain organoids. EMBO J, 2020. 4. Matschke, et al. Neuropathology of patients with COVID-19 in Germany: A post-mortem case series. Lancet Neurol., 2020.

Marissa G. Schamne

PhD | Cientista

Pesquisadora e professora universitária, farmacêutica por formação. Despertou o interesse pela pesquisa durante a faculdade na Iniciação Científica, que obviamente foi na área da neuropsicofarmacologia. Concluída a graduação, segue o caminho da carreira acadêmica e pesquisa até a co-fundação do Rigor Científico – onde encontrou uma maneira de expressar todo seu amor pela Ciência, e vislumbra a possibilidade de levar essas informações ao maior número possível de pessoas. Era uma pessoa tímida que conforme foi se inserindo no meio acadêmico encontrou uma forma de libertar-se dessa timidez, e agora matraqueia sem parar. Apaixonada pela natureza, esportes ao ar livre e a sensação de liberdade que isso traz. Gosta de viajar pelo mundo, seja através dos livros que lê ou das viagens que faz. Almeja alçar vôos mais altos divulgando ciência por aí.