Травма головы может активировать «спящие» вирусы: новое исследование
Ученые из Университета Тафтса и Оксфорда выявили неожиданную связь между травмами головы и развитием нейродегенеративных заболеваний, в том числе, болезни Альцгеймера и хронической травматической энцефалопатии. Эти болезни ранее связывались преимущественно с возрастными изменениями, но теперь основной их причиной считаются повторяющиеся удары по голове и сотрясения, которые особенно часто встречаются у спортсменов в таких видах спорта, как футбол и бокс. Новый механизм, выявленный в рамках исследования, предполагает, что травмы могут активировать латентные вирусы в мозге, что приводит к воспалению и долговременным повреждениям.
В центре внимания специалистов оказался вирус простого герпеса первого типа (HSV-1), который присутствует в организме более 80% людей. Он, как правило, находится в спящем состоянии в нейронах и глиальных клетках, однако, как показали предыдущие работы, его активация может привести к типичным признакам болезни Альцгеймера, включая образование амилоидных бляшек, воспаление и гибель нейронов.
В рамках нового эксперимента ученые создали модель ткани, имитирующую структуру и функции человеческого мозга. Эта модель, построенная из белков шелка и коллагена, была заселена нейронными стволовыми клетками, которые затем превращались в зрелые нейроны и формировали сложную сеть взаимодействий. Некоторые из клеток содержали ДНК HSV-1, а другие были свободны от вируса. Затем исследователи моделировали сотрясение мозга, воздействуя на ткань механическими ударами.
Результаты показали, что в образцах с HSV-1 после удара активируются воспалительные процессы, начинается формирование амилоидных бляшек и появляется тау-белок, принимающий участие в образовании нейрофибриллярных клубков. Эти процессы сопровождаются гибелью нейронов и усиленной активностью глиальных клеток — признаками, характерными для нейродегенеративных заболеваний. В пробах без вируса наблюдались лишь незначительные изменения, подтверждающие, что активация латентного HSV-1 играет ключевую роль в развитии повреждений.
Повторные удары по модели приводили к еще более выраженным изменениям, что подчеркивает потенциальную опасность множественных травм головы. Эпидемиологические данные подтверждают эти выводы: люди, перенесшие многочисленные сотрясения мозга, в два и более раза чаще сталкиваются с нейродегенеративными заболеваниями.
Эти открытия открывают перспективы для использования противовирусных препаратов или противовоспалительных средств в качестве превентивной меры сразу после травмы головы. Такие препараты могут блокировать активацию вируса и снизить риск дальнейшего развития болезни Альцгеймера. Автор исследования, Дана Кэрнс, отмечает, что результаты работы предлагают новый подход к пониманию связи между физическими воздействиями, инфекцией и дегенеративными процессами.
Проблема травматических повреждений мозга выходит далеко за рамки спорта. По оценкам, ежегодно травмы головы становятся причиной инвалидности или смерти 69 миллионов человек во всем мире, а экономический ущерб достигает $400 миллиардов. Новая модель ткани мозга не только помогает понять механизмы, лежащие в основе этих процессов, но и предоставляет платформу для тестирования новых лекарственных средств.
Как отмечает профессор Дэвид Каплан, исследование дает возможность изучать взаимодействие между вирусами, белками, генетической активностью и воспалительными процессами в условиях, максимально приближенных к реальному мозгу. Эти данные способны изменить подход к диагностике и лечению нейродегенеративных заболеваний, создавая основу для разработки более эффективных методов терапии.
Ранее ученые выяснили, как «вечные химикаты» влияют на мозг.
