Бактерії, які типово уражають дихальну систему, спричинили в нервовій системі мишей зміни, притаманні деменції. Як показує дослідження австралійських та британських вчених, збудники здатні потрапляти до нервової системи через слизову оболонку носа усього за кілька діб після інфікування та провокувати скупчення бета-амілоїду, що є однією з характерних рис хвороби Альцгеймера. Це свідчить на користь гіпотези про те, що нейродегенеративна хвороба може спричинятися інфекцією. Результати опубліковані в журналі Scientific Reports.
Бактерії C. pneumoniae (зелені) в тканині нюхової цибулини, навколо яких скупчується бета-амілоїд (червоний). Синім позначено ядра мозкових клітин. Griffith University
Як бактерії можуть бути пов'язані з хворобою Альцгеймера?
Поки що незрозуміло, що призводить до виникнення найпоширенішої форми деменції — хвороби Альцгеймера. Але відомі основні характерні риси недуги, як-от відкладення в мозковій тканині білка бета-амілоїду. Деякі дослідження вказували на те, що білок є протимікробною речовиною, яку виділяють нейрони у відповідь на інфекцію. Через це існує гіпотеза, що чинником хвороби Альцгеймера може бути проникнення в центральну нервову систему патогенів і спричинений цим інфекційний процес. Потенційним винуватцем розглядають бактерію Chlamydia pneumoniae, яка вражає дихальну систему та є одним із основних збудників пневмонії. Раніше вчені повідомляли, що виявили ДНК бактерії у мозковій тканині 80 відсотків пацієнтів із хворобою Альцгеймера, натомість лише в 11 відсотків тих, у кого деменції не було. Ці та інші свідчення причетності C. pneumoniae до хвороби Альцгеймера спонукали науковців із Університету Гріффіта, Квінслендського університету технологій та Королівського коледжу Лондона провести наступні дослідження.
Як вивчали зв'язок патогену та деменції?
Вчені припустили, що C. pneumoniae швидко проникає до мозку через нюховий або трійчастий нерв зі слизової оболонки носової порожнини. Тому вони вирішили перевірити це на лабораторних мишах. Для цього тварин розділили на чотири групи. Дев'ятьом мишам із першої групи закрапали в ніс розчин із бактеріями C. pneumoniae; інші дев'ятеро мишей перед цим отримали препарат, який пошкоджує слизову оболонку носової порожнини; у двох контрольних групах двоє мишей отримали лише препарат для порушення цілісності слизової оболонки, а ще двоє — краплі в ніс без збудників. На 3, 7 та 28 день тварин умертвляли та досліджували їхні тканини, особливо нервової системи, на предмет проникнення в них бактерій, зокрема через виявлення бактеріальної ДНК.
Що нового дізналися про інфекцію?
У контрольних тварин не було помічено C. pneumoniae в тканинах, натомість на третій і сьомий день після оброблення бактеріями із тканин мишей з двох експериментальних груп вдалося виділити збудників. Найбільше їх було в нюховому та трійчастому нерві, а також нюховій цибулині (причому у більшій кількості в мишей із пошкодженою слизовою оболонкою носа) і невелика частина — в мозку. В інфікованих тварин також спостерігалося специфічне відкладення бета-амілоїду в нюховому нерві та нюховій цибулині із тенденцією накопичуватися поблизу включень C. pneumoniae, яке продовжувало проявлятися і на 28 день після інфекції.
Далі вчені перевірили, чи в інфікованих тварин змінилася експресія генів у мозкових клітинах на таку, що її пов'язують із хворобою Альцгеймера. З'ясувалося, що у цих мишей, у порівнянні з неінфікованими, справді порушилася регуляція деяких процесів, що пов'язані з деменцією, що особливо помітно було на 28 день від зараження. Зокрема, збільшувалася експресія генів, відповідальних за вироблення прозапальних молекул та реактивних форм кисню, і зменшувалася ефективність процесів, які відповідальні за правильне згортання білків та уникнення їх скупчення в агрегати.
На основі цих результатів вчені припускають, що утворення бета-амілоїду може бути нормальним процесом, який виникає у відповідь на проникнення патогену до нервової системи. Після того, як збудників буде поборено, скупчення білка можуть поглинатися імунними клітинами. Однак, можливо, якщо інфекції не вдається позбутися або якщо бактерії переходять у латентний стан всередині клітин на багато років, то бета-амілоїд продовжує відкладатися. Але оскільки не у всіх людей із бактеріями в нервовій системі розвивається деменція, не виключено, що вагому роль тут відіграють і генетичні особливості. Поглиблене дослідження явища у майбутньому може допомогти розробити ефективні методи лікування хвороби Альцгеймера.