Альцгеймер – це застарілий герпес? Нове дослідження про вірусний слід у мозку
Вчені знайшли зв'язок між вірусом герпесу на губах та ризиком розвитку хвороби Альцгеймера
Альцгеймер – це застарілий герпес? Нове дослідження про вірусний слід у мозку/unsplash
Хворобу Альцгеймера часто пояснюють двома білками – амілоїдом і тау-білком. Амілоїд проявляється у вигляді липких грудочок зовні нервових клітин. Тау-білок - у вигляді скручених клубків усередині них. Дослідники з Університету Піттсбурга (Пітт) виявили неочікуваний зв'язок між хворобою Альцгеймера, тау-білками та вірусом простого герпесу 1 типу (ВПГ-1), який відповідає за герпес.
Деталі
Багато людей ставляться до фосфорильованого тау-білка, або p-тау, як до одностороннього шляху до пошкодження. Ця картина не враховує важливий нюанс. Дослідження вказує на роль вірусного стресу та на дивовижну зміну нашого сприйняття тау-білку на ранніх стадіях виникнення проблем.
«Наше дослідження спростовує традиційний погляд на тау-білок як виключно шкідливий, показуючи, що він може спочатку діяти як частина імунного захисту мозку », — сказав старший автор Ор Шемеш, доктор філософії, доцент кафедри офтальмології в Піттсбурзі.
«Ці висновки підкреслюють складну взаємодію між інфекціями, імунними реакціями та нейродегенерацією, пропонуючи нову перспективу та потенційні нові мішені для терапевтичної розробки».
Мозок має «дороги» з нервових клітин (нейронів). Ці клітинні дороги передають сигнали, які дозволяють нам навчатися, запам'ятовувати та орієнтуватися. Коли віруси проникають у нервову систему, ці шляхи стикаються з додатковим навантаженням. Віруси, такі як HSV-1, можуть непомітно ховатися в клітинах, а потім реактивуватися пізніше .
Цей новий напрямок дослідження Піттсбургського університету ставить під сумнів те, чи іноді p-тау-білок діє як перший реагуючий фактор при реактивації HSV-1, а не лише як маркер зниження активності.
Команда поставила два пов'язані між собою питання - чи з'являються сліди HSV-1 у мозку людей з хворобою Альцгеймера? Якщо так, то як ці сліди пов'язані з тау-білком, бета-амілоїдом та основними особливостями захворювання в таких ділянках мозку, як гіпокамп, енторинальна кора та мозочок?
Дослідники використовували методи, що виявляють вірусні ознаки з різних кутів. Метагеномне секвенування ДНК сканувало тканини на наявність крихітних частинок вірусного генетичного матеріалу.
Мас-спектрометрія шукала білкові «відбитки», які міг залишати вірус, та позначала певні вірусні білки для подальшого дослідження за допомогою класичних лабораторних аналізів, щоб підтвердити їхню ідентичність.
Щоб точно визначити, де саме знаходяться ці сигнали всередині клітин, команда використала метод патології розширення. Ця процедура змушує збережену тканину мозку набухати приблизно в чотири з половиною рази від початкового розміру.
Коли зразок розширюється рівномірно, скупчені молекули розходяться. Антитіла, які часто використовуються як молекулярні «маркери», можуть легше просуватися всередину та мітити цілі меншим фоновим світінням. Винагородою є чіткіше нанорозмірне уявлення про те, як вірусні білки пов'язані з тау-білком та амілоїдом в одному зрізі.
Сигнали HSV-1 у пацієнтів з хворобою Альцгеймера. Кілька методів зійшлися на одному й тому ж висновку: білки HSV-1 були присутні в мозку хворих на хворобу Альцгеймера , і сигнал мав тенденцію до зростання зі збільшенням тяжкості захворювання.
Один білок, ICP27, виділявся. Це білок «безпосередньої ранньої стадії», який вірус виробляє, щойно реактивується всередині клітини, тому він позначає активні вірусні процеси, а не віддалений спогад про інфекцію. ICP27 проявлявся не скрізь. На ранніх стадіях захворювання його сигнал частіше з'являвся в нейронах у ділянках, сильно уражених хворобою Альцгеймера.
Пізніше вона змістилася в бік мікроглії – резидентних імунних клітин мозку – що свідчить про те, що зі зростанням пошкодження мікроглія більше взаємодіє з вірусними компонентами або сильніше реагує на них. Коли дослідники порівнювали карти, гарячі точки ICP27 щільно перекривалися з ділянками, багатими на фосфорильований тау-протеїн.
Ця закономірність не поширювалася на бета-амілоїдні бляшки або розчинні амілоїдні олігомери. Патологія білка, пов'язаного з вірусом, та амілоїду рідко перетиналися.
Щоб з'ясувати причинно-наслідковий зв'язок, команда використовувала органоїди людського мозку та культури нейронів гризунів. Органоїди – це спрощені «міні-мозки», вирощені зі стовбурових клітин, що імітують ключові клітинні взаємозв'язки. Коли команда інфікувала ці моделі HSV-1, фосфорилювання тау-білку збільшилося.
Противірусне лікування, яке зменшило активність вірусу, зменшило фосфорилювання тау-білка. Реактивація вірусу знову підвищила фосфорилювання тау-білка. Потім вони перевернули питання, щоб перевірити інший напрямок:
«Що вірус робить з тау-білком?» проти «Що тау-білок робить з вірусом?».
Коли вони експериментально збільшили фосфорильований тау-білок, рівень ICP27 знизився, і нейрони виживали при інфекції набагато швидше. У культурах, яким бракувало такого підвищення рівня p-тау, приблизно дві третини нейронів гинули після інфекції. При підвищеному рівні фосфорильованого тау гинула лише невелика частина.
Такі висновки допомагають пов'язати дві картини, які часто здаються суперечливими. Раннє та контрольоване фосфорилювання тау-білку може насправді допомогти нейронам вижити після атаки HSV-1. Якщо ця реакція спрацьовує занадто часто або триває занадто довго, та сама модифікація може неправильно згортатися, злипатися та утворювати клубки. Ці клубки порушують транспорт всередині нейронів, блокують сигналізацію та створюють умови для дегенерації.
Дослідження не стверджує, що p-тау-протеїн загалом «хороший». Воно показує, що контекст і час мають значення. Захисний сплеск, який допомагає клітинам протистояти інфекції, може переступити поріг хронічної, самопідсилюючої шкоди, коли контроль втрачається.
Інфекція, старіння та генетика, ймовірно, складно взаємодіють при хворобі Альцгеймера. Ця робота підтверджує думку про те, що вірусні інфекції, такі як ВПГ-1, можуть перетинатися з хворобою Альцгеймера, не виступаючи єдиною простою причиною. Вона також пропонує практичні напрямки для розробки терапії.
Загалом, отримані результати вказують на модель, в якій p-тау забезпечує короткочасний захист, але стає шкідливим, коли ця реакція залишається увімкненою, відкриваючи нові шляхи для терапії, яка заспокоює вірусну активність або точно налаштовує ці клітинні сигнали тривоги. Хоча точні способи, якими HSV-1 впливає на тау-білок і сприяє розвитку хвороби Альцгеймера, залишаються неясними, Шемеш та його команда мають намір дослідити ці механізми в майбутніх дослідженнях.
Раніше ми розповідали, високий рівень холестерину має серйозний вплив на здоров'я в довгостроковій перспективі. За даними Всесвітньої федерації серця, щороку через це помирає близько 3,6 мільйона людей у світі. Холестерин ЛПНЩ, або "поганий" холестерин, – це жирова речовина у крові, що частково виробляється печінкою і надходить із певних продуктів харчування.
Вас може зацікавити:
Не пропустіть цікавинки!
Підписуйтесь на наші канали та читайте новини у зручному форматі!
