«Вирус ветряной оспы (VZV), который обычно вызывает ветряную оспу и опоясывающий лишай, активирует вирус простого герпеса (ВПГ) из состояния покоя в нервной ткани, выращенной in vitro, что затем приводит к увеличению отложений бляшек и снижению передачи нервных сигналов — отличительных признаков болезни Альцгеймера», — сообщается в исследовании.
Болезнь Альцгеймера может начаться почти незаметно, часто маскируясь в первые месяцы или годы под забывчивость, которая часто встречается в пожилом возрасте. Что вызывает заболевание, остается в значительной степени загадкой.
Обычно ВПГ-1 — один из основных вариантов вируса — находится в состоянии покоя в нейронах головного мозга, но когда он активируется, это приводит к накоплению тау- и бета-амилоидных белков и потере функции нейронов — характерных признаков, обнаруживаемых у пациентов с болезнью Альцгеймера.
«Наши результаты указывают на один из путей развития болезни Альцгеймера, вызванный инфекцией VZV, которая создает воспалительные триггеры, которые пробуждают ВПГ в мозге, — сказала Дана Кэрнс, GBS12, научный сотрудник отдела биомедицинской инженерии. — Хотя мы продемонстрировали связь между VZV и активацией ВПГ-1, возможно, что другие воспалительные процессы в мозге также могут пробудить ВПГ-1 и привести к болезни Альцгеймера».
Исследование опубликовано в Журнале болезни Альцгеймера
По данным Всемирной организации здравоохранения, по оценкам, 3,7 миллиарда человек в возрасте до 50 лет были инфицированы ВПГ-1 — вирусом, вызывающим герпес полости рта. В большинстве случаев она протекает бессимптомно, дремлет в нервных клетках. При активации он может вызвать воспаление нервов и кожи, вызывая болезненные открытые язвы и волдыри. У большинства носителей, а это, по данным CDC, каждый второй американец — симптомы будут от очень легких до отсутствия симптомов, прежде чем вирус перейдет в спящий режим.
«Мы знаем, что существует корреляция между ВПГ-1 и болезнью Альцгеймера, и некоторые предполагают участие VZV, но чего мы не знали, так это последовательности событий, которые создают вирусы, чтобы запустить болезнь. Мы думаем, что теперь у нас есть доказательства этих событий», — сказал Дэвид Каплан, профессор инженерного факультета семьи Стерн и заведующий кафедрой биомедицинской инженерии Инженерной школы Тафтса.
Вирус ветряной оспы также чрезвычайно распространен, и около 95 процентов людей были инфицированы в возрасте до 20 лет. Многие из этих случаев проявляются как ветряная оспа. VZV, который является формой вируса герпеса, также может оставаться в организме, попадая в нервные клетки, прежде чем перейти в состояние покоя.
В более позднем возрасте VZV может быть реактивирован, вызывая опоясывающий лишай, заболевание, характеризующееся волдырями и узелками на коже, которые формируются в виде полос и могут быть очень болезненными, длящимися неделями или даже месяцами. У каждого третьего человека в конечном итоге развивается опоясывающий лишай в течение жизни.
Связь между ВПГ-1 и болезнью Альцгеймера возникает только тогда, когда ВПГ-1 реактивируется, вызывая язвы, волдыри и другие болезненные воспалительные состояния.
Как спящие вирусы могут проснуться
Чтобы лучше понять причинно-следственную связь между вирусами и болезнью Альцгеймера, исследователи из Tufts воссоздали среду, подобную мозгу, в маленьких губках в форме пончика шириной 6 миллиметров, изготовленных из белка шелка и коллагена. Они заселили губки нервными стволовыми клетками, которые растут и превращаются в функциональные нейроны, способные передавать сигналы друг другу по сети, точно так же, как это происходит в мозге. Некоторые из стволовых клеток также образуют глиальные клетки, которые обычно находятся в головном мозге и помогают поддерживать нейроны живыми и функционирующими.
Исследователи обнаружили, что нейроны, выращенные в ткани мозга, могут быть заражены VZV, но это само по себе не привело к образованию характерных белков Альцгеймера тау и бета-амилоида — компонентов запутанного беспорядка волокон и бляшек, которые образуются в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера, и что нейроны продолжали нормально функционировать.
Однако, если нейроны уже содержали в состоянии покоя ВПГ-1, воздействие VZV привело к реактивации ВПГ и резкому увеличению тау- и бета-амилоидных белков, и нейронные сигналы начинают замедляться.
«Это один-два удара двух вирусов, которые очень распространены и обычно безвредны, но лабораторные исследования показывают, что если новое воздействие VZV пробудит спящий ВПГ-1, они могут вызвать проблемы», — сказал Кэрнс.
Исследователи заметили, что образцы, инфицированные VZV, начали вырабатывать более высокий уровень цитокинов — белков, которые часто участвуют в запуске воспалительной реакции. Каплан отметил, что известно, что VZV во многих клинических случаях вызывает воспаление в головном мозге, что может привести к активации дремлющего ВПГ и усилению воспаления.
Также было показано, что вакцина для предотвращения ветряной оспы и опоясывающего лишая значительно снижает риск развития деменции. Возможно, вакцина помогает остановить цикл вирусной реактивации, воспаления и повреждения нейронов.