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Montenegro YHA, Bobermin LD, Sesterheim P, Salvato RS, Anschau F, de Oliveira MJS, Wyse ATS, Netto CA, Gonçalves CAS, Quincozes-Santos A, Leipnitz G. Serum of COVID-19 patients changes neuroinflammation and mitochondrial homeostasis markers in hippocampus of aged rats. J Neurovirol 2023; 29:577-587. [PMID: 37501054 DOI: 10.1007/s13365-023-01156-w] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/09/2023] [Revised: 05/18/2023] [Accepted: 06/26/2023] [Indexed: 07/29/2023]
Abstract
Patients affected by COVID-19 present mostly with respiratory symptoms but acute neurological symptoms are also commonly observed. Furthermore, a considerable number of individuals develop persistent and often remitting symptoms months after infection, characterizing the condition called long-COVID. Since the pathophysiology of acute and persistent neurological manifestations is not fully established, we evaluated the expression of different genes in hippocampal slices of aged rats exposed to the serum of a post-COVID (sPC) individual and to the serum of patients infected by SARS-CoV-2 [Zeta (sZeta) and Gamma (sGamma) variants]. The expression of proteins related to inflammatory process, redox homeostasis, mitochondrial quality control and glial reactivity was determined. Our data show that the exposure to sPC, sZeta and sGamma differentially altered the mRNA levels of most inflammatory proteins and reduced those of antioxidant response markers in rat hippocampus. Furthermore, a decrease in the expression of mitochondrial biogenesis genes was induced by all serum samples, whereas a reduction in mitochondrial dynamics was only caused by sPC. Regarding the glial reactivity, S100B expression was modified by sPC and sZeta. These findings demonstrate that changes in the inflammatory response and a reduction of mitochondrial biogenesis and dynamics may contribute to the neurological damage observed in COVID-19 patients.
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Affiliation(s)
- Yorran Hardman A Montenegro
- Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil.
| | - Larissa Daniele Bobermin
- Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil
| | - Patrícia Sesterheim
- Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Cardiologia, Instituto de Cardiologia/ Fundação Universitária de Cardiologia, RS, Porto Alegre, Brazil
- Centro de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Centro Estadual de Vigilância em Saúde da Secretaria de Saúde do Estado do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil
| | - Richard Steiner Salvato
- Centro de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Centro Estadual de Vigilância em Saúde da Secretaria de Saúde do Estado do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil
| | - Fernando Anschau
- Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil
- Setor de Pesquisa da Gerência de Ensino, Pesquisa e Inovação do Grupo Hospitalar Conceição (GHC), RS, Porto Alegre, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Avaliação de Tecnologias para o SUS do GHC, Porto Alegre, RS, Brazil
- Escola de Medicina, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brazil
| | - Maria José Santos de Oliveira
- Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil
| | - Angela T S Wyse
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil
| | - Carlos Alexandre Netto
- Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil
| | - Carlos-Alberto Saraiva Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil
| | - André Quincozes-Santos
- Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil
| | - Guilhian Leipnitz
- Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil.
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS, Porto Alegre, Brazil.
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