Болезнь «коровьего бешенства» оказалась сложнее: роль воспаления

Новое исследование показывает, что воспаление может запускать изменения, похожие на прионные заболевания, даже если инфекционных прионов нет. Это не отменяет существующую теорию, но существенно расширяет представления о том, как развивается нейродегенерация.

Прионы по-прежнему важны — но, возможно, это не вся история

Прионные заболевания относятся к самым необычным болезням нервной системы. В отличие от вирусов или бактерий, их причиной считается собственный белок организма, который изменил пространственную структуру.

Такой белок становится своеобразным «шаблоном», заставляя соседние нормальные белки тоже сворачиваться неправильно. Постепенно этот процесс распространяется по мозгу, нервные клетки погибают, а ткань приобретает характерный губчатый вид.

Именно эта модель более 40 лет считается основой понимания губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота (BSE, «коровье бешенство») и болезни Крейтцфельдта—Якоба у человека.

Новое исследование не опровергает эту теорию. Оно предлагает рассматривать ее как часть более сложного процесса, где хроническое воспаление может создавать условия для повреждения мозга еще до появления классических инфекционных прионов.

Что именно проверяли ученые

Авторы провели серию экспериментов на мышах, разделив животных на несколько групп.

• Одни получали только липополисахарид (LPS) — компонент наружной мембраны грамотрицательных бактерий, который вызывает выраженную воспалительную реакцию организма.
• Другим вводили рекомбинантный прионный белок, искусственно измененный в лаборатории.
• Третьи получали сочетание обоих факторов.
• Отдельная группа служила классической моделью настоящей прионной инфекции.

Затем исследователи на протяжении многих месяцев наблюдали за животными, оценивали их поведение, выживаемость, а после окончания эксперимента подробно изучали ткани мозга: наличие губчатых изменений, воспаления, амилоидных отложений и инфекционных прионов.

Самое неожиданное открытие

Наиболее удивительным оказался результат в группе, где животные получали только LPS.

У части мышей развились изменения мозга, очень похожие на прионную патологию.

Оказывается, похожий конечный результат — повреждение мозга — может возникать разными путями. Именно здесь находится главный научный инсайт работы.

Вот как это может работать

Если сильно упростить, мозг постоянно находится в состоянии тонкого баланса между защитой и воспалением.

LPS активирует врожденную иммунную систему. Это приводит к выработке воспалительных молекул, активации микроглии — иммунных клеток мозга — и нарушению работы гематоэнцефалического барьера, который обычно защищает нервную ткань от веществ из крови.

При длительном воздействии клетки начинают испытывать постоянный воспалительный стресс.

Исследователи предположиют, что в такой среде белки легче теряют правильную структуру, а повреждение постепенно усиливается. Возникает своеобразный замкнутый круг: воспаление способствует неправильному сворачиванию белков, а измененные белки поддерживают воспалительную реакцию.

Почему исследование вновь вспомнило эпидемию «коровьего бешенства»

Авторы попытались объяснить одну из старых загадок эпидемии BSE в Великобритании.

Во время кризиса 1980–1990-х годов заболеванием заразились миллионы коров, а более 160 человек впоследствии умерли от варианта болезни Крейтцфельдта—Якоба после употребления инфицированной говядины.

Исследователи предполагают, что определенную роль могли играть не только сами инфекционные прионы, но и бактериальные эндотоксины, попадавшие в мясокостную муку, использовавшуюся в качестве кормовой добавки.

По их гипотезе, особенности технологии переработки сырья могли влиять на содержание LPS в кормах. Авторы обращают внимание, что на некоторых предприятиях отказались от использования гексана — растворителя, который, помимо удаления жиров, способен уменьшать загрязнение эндотоксинами. Они предполагают, что именно это могло стать одним из факторов, усиливших распространение болезни. Однако это остается гипотезой, а не доказанным объяснением эпидемии.

Момент осознания: инфекция — это не единственный источник риска

Самая интересная идея исследования заключается вовсе не в болезни «коровьего бешенства». Она касается самого принципа развития нейродегенерации.

Долгое время внимание ученых было сосредоточено почти исключительно на патологических белках. Теперь появляется все больше данных, что хроническое воспаление может быть не просто следствием болезни, а одним из активных участников процесса.

Это не означает, что воспаление само вызывает болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона или прионные заболевания. Но оно вполне может создавать благоприятную среду, в которой повреждение мозга развивается быстрее.

Можно ли перенести эти результаты на человека

Пока — очень осторожно. Работа выполнена на мышиной модели.

Авторы сами подчеркивают, что она не доказывает, будто бактериальные эндотоксины являются причиной болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона или других нейродегенеративных заболеваний у людей. Исследование лишь показывает возможный механизм, который заслуживает дальнейшего изучения.

При этом идея выглядит правдоподобной, поскольку следы бактериальных эндотоксинов ранее уже обнаруживали в мозге некоторых пациентов с болезнью Альцгеймера, а хроническое воспаление давно рассматривается как один из факторов риска нейродегенерации.

What это меняет для науки

Главный вывод работы заключается не в пересмотре всей теории прионов. Скорее, исследование предлагает более широкую модель заболевания. В ней патологические белки, воспаление и иммунная система взаимодействуют между собой, усиливая друг друга.

Если эта концепция подтвердится, разработка новых методов профилактики и лечения может выйти за пределы поиска препаратов, действующих только на патологические белки. Не менее важной мишенью могут стать механизмы хронического воспаления и нарушения иммунной регуляции.