Naukowcy zidentyfikowali związek pomiędzy przewlekłymi infekcjami jelitowymi i wirusem cytomegalii Alzheimera choroba u niektórych osób.
The wirus może aktywować odpowiedź immunologiczną w mózgu, która przyczynia się do patologii Alzheimera, w tym do produkcji białek amyloidowych i tau.
Związek przewlekłej infekcji jelitowej z chorobą Alzheimera
Naukowcy z Arizona State University i Banner Alzheimer’s Institute wraz ze swoimi współpracownikami odkryli potencjalny związek między przewlekłą infekcją jelit wywołaną pospolitym wirusem a rozwojem choroby Alzheimera u niektórych osób.
Wirus, znany jako wirus cytomegalii (HCMV), należy do rodziny wirusów opryszczki i często zaraża się nim we wczesnym okresie życia w wyniku kontaktu z płynami ustrojowymi, gdy wirus jest aktywny. Chociaż większość ludzi jest narażona na zakażenie wirusem HCMV, zazwyczaj pozostaje on w stanie uśpionym i nie jest klasyfikowany jako infekcja przenoszona drogą płciową.
Jednak nowe badania sugerują, że u niektórych osób HCMV może pozostać aktywny w jelitach i przedostawać się do mózgu przez nerw błędny – istotną ścieżkę komunikacyjną łączącą jelita z mózgiem. Dostając się do mózgu, wirus może zakłócić działanie układu odpornościowego i wywołać zmiany związane z chorobą Alzheimera.
Potencjalne postępy w leczeniu i diagnostyce
Jeśli hipotezy badaczy zostaną potwierdzone, być może będą w stanie ocenić, czy istniejące leki przeciwwirusowe mogą leczyć tę postać choroby Alzheimera lub jej zapobiegać. Obecnie opracowują badanie krwi w celu identyfikacji osób, które mają aktywną infekcję HCMV i które mogą odnieść korzyść z leczenia przeciwwirusowego.
„Uważamy, że znaleźliśmy biologicznie unikalny podtyp choroby Alzheimera, który może dotykać od 25% do 45% osób cierpiących na tę chorobę” – powiedział dr Ben Readhead, współautor badania i profesor nadzwyczajny w ASU-Banner Neurodegenerative Disease Research Centrum w Instytucie Biodesign na ASU. „Ten podtyp choroby Alzheimera obejmuje charakterystyczne płytki amyloidowe i splątki tau – mikroskopijne nieprawidłowości w mózgu wykorzystywane do diagnozy – i charakteryzuje się odrębnym profilem biologicznym wirusa, przeciwciał i komórek odpornościowych w mózgu”.
Wyniki opublikowano dzisiaj w Choroba Alzheimera i demencja: Dziennik Stowarzyszenia Alzheimera. Naukowcy z ASU, Banner Alzheimer’s Institute, Banner Sun Health Research Institute i Translational Genomics Research Institute (TGen) przewodzili wspólnym wysiłkom, w skład których wchodzili badacze z UMass Chan Medical School, Instytutu Biologii Systemów, Rush University Medical Center, Icahn School of Medycyna na górze Synaj i inne instytucje.
Zespół badawczy sugeruje, że u niektórych osób narażonych na HCMV rozwija się przewlekła infekcja jelitowa. Następnie wirus przedostaje się do krwioobiegu lub poprzez nerw błędny dociera do mózgu. Tam jest rozpoznawany przez komórki odpornościowe mózgu, zwane mikroglejem, które włączają ekspresję specyficznego genu zwanego CD83. Wirus może przyczyniać się do zmian biologicznych związanych z rozwojem choroby Alzheimera.
Rola mikrogleju w rozwoju choroby Alzheimera
Mikroglej, czyli komórki odpornościowe mózgu, aktywuje się w odpowiedzi na infekcje. Choć początkowo działa ochronne, utrzymujący się wzrost aktywności mikrogleju może prowadzić do przewlekłego stanu zapalnego i uszkodzenia neuronów, co jest powiązane z postępem chorób neurodegeneracyjnych, w tym choroby Alzheimera.
W badaniu opublikowanym na początku tego roku w Komunikacja przyrodniczanaukowcy odkryli, że w mózgach uczestników badań chorych na chorobę Alzheimera z większym prawdopodobieństwem niż w mózgach osób bez choroby Alzheimera znajdował się mikroglej CD83(+). Badając przyczyny takiego stanu rzeczy, odkryli przeciwciała w jelitach tych osób, co wskazuje na możliwość, że infekcja może przyczyniać się do tej postaci choroby Alzheimera.
W najnowszym badaniu badacze starali się zrozumieć, co może napędzać produkcję przeciwciał w jelitach. Zespół zbadał płyn rdzeniowy od tych samych osób i odkrył, że przeciwciała były specyficzne przeciwko HCMV. To skłoniło do poszukiwania dowodów na zakażenie HCMV w jelitach i tkance mózgowej tych osób – i udało się je znaleźć.
Zaobserwowali także HCMV w nerwie błędnym tych samych osób, co podniosło prawdopodobieństwo, że w ten sposób wirus przedostaje się do mózgu. Współpracując z Uniwersytetem RUSH, badaczom udało się odtworzyć związek między zakażeniem wirusem cytomegalii a mikroglejem CD83(+) w niezależnej kohorcie pacjentów z chorobą Alzheimera.
Aby dokładniej zbadać wpływ tego wirusa, zespół badawczy wykorzystał następnie modele ludzkich komórek mózgowych, aby wykazać zdolność wirusa do wywoływania zmian molekularnych związanych z tą specyficzną postacią choroby Alzheimera. Narażenie na wirusa rzeczywiście zwiększyło produkcję amyloidu i fosforylowanych białek tau i przyczyniło się do zwyrodnienia i śmierci neuronów.
Implikacje dla badań i leczenia choroby Alzheimera
HCMV może zakażać ludzi w każdym wieku. U większości zdrowych osób infekcja przebiega bezobjawowo, ale może przebiegać jako łagodna choroba przypominająca grypę. Około 80% ludzi wykazuje przeciwciała do 80. roku życia. Niemniej jednak naukowcy wykryli jelitowy HCMV tylko u części osób i infekcja ta wydaje się być istotnym czynnikiem wpływającym na obecność wirusa w mózgu. Z tego powodu naukowcy zauważają, że sam kontakt z HCMV, który zdarza się prawie każdemu, nie powinien być powodem do niepokoju.
I chociaż badacze ponad 100 lat temu zasugerowali, że szkodliwe wirusy lub drobnoustroje mogą przyczyniać się do choroby Alzheimera, żadnego pojedynczego patogenu nie powiązano w sposób spójny z tą chorobą.
Naukowcy proponują, że te dwa badania ilustrują potencjalny wpływ, jaki infekcje mogą mieć na zdrowie mózgu i ogólnie rzecz biorąc, neurodegenerację. Dodają jednak, że potrzebne są niezależne badania, aby zweryfikować ustalenia i wynikające z nich hipotezy.
Fundacja NOMIS, Fundacja Banner Alzheimer, Narodowe Instytuty Zdrowiai Konsorcjum Alzheimera w Arizonie wsparło badanie. Unikalne biorepozytoria Arizony, w szczególności program dawstwa mózgu i ciała w Instytucie Badań nad Zdrowiem Banner Sun, dostarczyły próbki tkanek i zasoby, w tym okrężnicę, nerw błędny, mózg i płyn rdzeniowy. Prowadzone przez Uniwersytet Rush badania dotyczące zakonów religijnych oraz badanie pamięci i starzenia się dostarczyły dodatkowych próbek mózgu i danych. Umożliwiło to naukowcom przeprowadzenie bardziej szczegółowych badań, podkreślając raczej ogólnoustrojowe, a nie czysto neurologiczne korzenie choroby Alzheimera.
„Niezwykle ważny był dla nas dostęp do różnych tkanek pochodzących od tych samych osób. To pozwoliło nam poskładać badania w całość. Arizona to jedyne znane mi miejsce, gdzie można było przeprowadzić takie badanie i jesteśmy wdzięczni programowi Banner Health Brain and Body Donation Program za wsparcie” – powiedział Readhead, także profesor Edson Endowed ds. badań nad dementią w Uniwersytecie centrum.
„Jesteśmy niezwykle wdzięczni naszym uczestnikom badania, współpracownikom i osobom wspierającym za szansę poczynienia postępów w tych badaniach w sposób, jakiego nikt z nas nie byłby w stanie przeprowadzić samodzielnie” – powiedział dr Eric Reiman, dyrektor wykonawczy Banner Alzheimer’s Institute i starszy autor badania. „Jesteśmy podekscytowani możliwością umożliwienia badaczom przetestowania naszych odkryć w sposób, który ma znaczenie w badaniach, podtypach, leczeniu i zapobieganiu chorobie Alzheimera”.
Wyniki ostatniego badania rodzą ważne pytanie: czy leki przeciwwirusowe mogą pomóc w leczeniu pacjentów z chorobą Alzheimera, którzy mają przewlekłą infekcję HCMV?
Badacze pracują obecnie nad badaniem krwi umożliwiającym identyfikację osób cierpiących na tego typu przewlekłe jelitowe zakażenie HCMV. Mają nadzieję wykorzystać go w połączeniu z pojawiającymi się badaniami krwi na chorobę Alzheimera, aby ocenić, czy istniejące leki przeciwwirusowe można zastosować w leczeniu tej postaci choroby Alzheimera lub zapobieganiu jej.
Odniesienie: „Mikroglej CD83(+) związany z chorobą Alzheimera jest powiązany ze zwiększoną aktywnością immunoglobuliny G4 i ludzkim wirusem cytomegalii w jelitach, nerwie błędnym i mózgu” 19 grudnia 2024 r., Choroba Alzheimera i demencja.
DOI: 10.1002/alz.14401
Instytucje badawcze zaangażowane w badanie, opublikowane w czasopiśmie Alzheimer’s & Dementia: ASU-Banner Neurodegenerative Disease Research Center w Instytucie Biodesign na ASU; Medycyna Weilla Cornella; Szkoła Medyczna Icahn; Szkoła Medyczna Chan Uniwersytetu Massachusetts; Instytut Badań nad Genomiką Translacyjną; Instytut Biologii Systemów; Serimmune, Inc; Centrum Medyczne Uniwersytetu Rush; Instytut Badań nad Zdrowiem Banner Sun; i Instytut Alzheimera Banner.
