Исследователи из Университета штата Аризона и Института болезни Альцгеймера имени Баннера совместно со своими коллегами обнаружили удивительную связь между хронической кишечной инфекцией, вызванной распространенным вирусом, и развитием болезни Альцгеймера у определенной группы людей.
Считается, что большинство людей подвергаются воздействию этого вируса - цитомегаловируса или ЦМВИ - в течение первых нескольких десятилетий жизни. Цитомегаловирус является одним из девяти вирусов герпеса, но он не считается заболеванием, передающимся половым путем. Вирус обычно передается через контакт с жидкостями организма и распространяется только тогда, когда вирус активен.
Согласно новому исследованию, у некоторых людей вирус может задерживаться в активном состоянии в кишечнике, откуда он может перемещаться в мозг через блуждающий нерв - критически важную информационную магистраль, соединяющую кишечник и мозг. Оказавшись там, вирус может изменить иммунную систему и способствовать другим изменениям, связанным с болезнью Альцгеймера.
Если гипотезы исследователей подтвердятся, они смогут оценить, могут ли существующие противовирусные препараты лечить или предотвращать эту форму болезни Альцгеймера. В настоящее время они разрабатывают анализ крови для выявления людей с активной инфекцией ЦМВИ, которым может помочь противовирусное лечение.
«Мы считаем, что обнаружили биологически уникальный подтип болезни Альцгеймера, который может поражать от 25% до 45% людей с этим заболеванием. Этот подтип болезни Альцгеймера включает характерные амилоидные бляшки и тау-клубки - микроскопические аномалии мозга, используемые для диагностики - и отличается особым биологическим профилем вируса, антител и иммунных клеток в мозге», - сказал соавтор исследования Бен Ридхед из Центра исследований нейродегенеративных заболеваний ASU-Banner в Институте биодизайна ASU.
Результаты были опубликованы в Alzheimer's & Dementia: The Journal of the Alzheimer's Association. Исследователи из ASU, Banner Alzheimer's Institute, Banner Sun Health Research Institute и Translational Genomics Research Institute (TGen) возглавили совместную работу, в которую вошли исследователи из Медицинской школы Чана Массачусетского университета, Института системной биологии, Медицинского центра Университета Раша, Медицинской школы Икана в Маунт-Синай и других учреждений.
Исследовательская группа предполагает, что у некоторых людей, подвергшихся воздействию ЦМВИ, развивается хроническая кишечная инфекция. Затем вирус попадает в кровоток или перемещается по блуждающему нерву в мозг. Там его распознают иммунные клетки мозга, называемые микроглией, которые включают экспрессию особого гена, называемого CD83. Вирус может способствовать биологическим изменениям, связанным с развитием болезни Альцгеймера.
Микроглия, или иммунные клетки мозга, активируются при реагировании на инфекции. Хотя изначально они выполняют защитную функцию, устойчивое увеличение активности микроглии может привести к хроническому воспалению и повреждению нейронов, что связано с прогрессированием нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера.
В исследовании, опубликованном в начале этого года в Nature Communications, ученые обнаружили, что посмертный мозг участников исследования с болезнью Альцгеймера с большей вероятностью, чем у тех, у кого нет болезни Альцгеймера, содержал именно микроглию CD83(+). Исследуя, почему это произошло, они обнаружили антитело в кишечнике этих субъектов -; что согласуется с возможностью того, что инфекция может способствовать этой форме болезни Альцгеймера.
В новейшем исследовании исследователи пытались понять, что может быть движущей силой выработки антител в кишечнике. Команда исследовала спинномозговую жидкость у этих же людей, что показало, что антитела были направлены именно против ЦМВИ. Это побудило к поиску доказательств заражения ЦМВИ в кишечнике и мозговой ткани этих субъектов, что они и обнаружили.
Они также увидели ЦМВИ в блуждающем нерве тех же субъектов, что повышает вероятность того, что именно так вирус попадает в мозг. Работая с Университетом RUSH, исследователи смогли воспроизвести связь между цитомегаловирусной инфекцией и микроглией CD83(+) в независимой когорте пациентов с болезнью Альцгеймера.
Для дальнейшего изучения воздействия этого вируса исследовательская группа использовала модели клеток человеческого мозга, чтобы продемонстрировать способность вируса вызывать молекулярные изменения, связанные с этой конкретной формой болезни Альцгеймера. Воздействие вируса действительно увеличило выработку амилоидных и фосфорилированных тау-белков и способствовало дегенерации и гибели нейронов.
ЦМВИ может инфицировать людей всех возрастов. У большинства здоровых людей инфекция протекает без симптомов, но может проявляться как легкое гриппоподобное заболевание. Около 80% людей демонстрируют наличие антител к 80 годам. Тем не менее, исследователи обнаружили кишечный ЦМВИ только у подгруппы людей, и эта инфекция, по-видимому, является значимым фактором присутствия вируса в мозге. По этой причине исследователи отмечают, что простой контакт с ЦМВИ, который случается почти с каждым, не должен вызывать беспокойства.
И хотя исследователи более 100 лет назад предположили, что вредоносные вирусы или микробы могут способствовать возникновению болезни Альцгеймера, ни один патоген не был однозначно связан с этим заболеванием.
Исследователи предполагают, что эти два исследования иллюстрируют потенциальное влияние инфекций на здоровье мозга и нейродегенерацию в целом. Тем не менее, они добавляют, что необходимы независимые исследования, чтобы проверить их выводы и вытекающие из них гипотезы.
Исследование поддержали Фонд NOMIS, Фонд Баннера Альцгеймера, Национальные институты здравоохранения и Консорциум Аризоны по болезни Альцгеймера. Уникальные биохранилища Аризоны, в частности Программа донорства мозга и тела в Научно-исследовательском институте здоровья Баннера Сан, предоставили образцы тканей и ресурсы, включая толстую кишку, блуждающий нерв, мозг и спинномозговую жидкость. Исследования религиозных орденов и памяти и старения под руководством Университета Раша предоставили дополнительные образцы мозга и данные. Это позволило исследователям провести более детальное исследование, выделив системные, а не чисто неврологические корни болезни Альцгеймера.
«Для нас было критически важно иметь доступ к разным тканям от одних и тех же людей. Это позволило нам собрать воедино результаты исследования. Аризона — единственное место, где, как мне известно, можно было провести подобное исследование, и мы благодарны Программе донорства мозга и тела Banner Health за ее поддержку», — сказал Ридхед.
«Мы чрезвычайно благодарны нашим участникам исследования, коллегам и сторонникам за возможность продвинуть это исследование так, как никто из нас не смог бы сделать самостоятельно», — сказал соавтор исследования Эрик Рейман из Института болезни Альцгеймера Баннера. «Мы рады возможности, чтобы исследователи проверили наши результаты способами, которые имеют значение в изучении, подтипировании, лечении и профилактике болезни Альцгеймера».
Результаты недавнего исследования поднимают важный вопрос: могут ли противовирусные препараты помочь в лечении пациентов с болезнью Альцгеймера, имеющих хроническую инфекцию ЦМВИ?
Исследователи сейчас работают над анализом крови для выявления лиц с этим типом хронической кишечной инфекции ЦМВИ. Они надеются использовать его в сочетании с новыми анализами крови на болезнь Альцгеймера, чтобы оценить, могут ли существующие противовирусные препараты использоваться для лечения или профилактики этой формы болезни Альцгеймера.
