Болезнь Альцгеймера может начаться почти незаметно, часто маскируясь в первые месяцы или годы под забывчивость, характерную для пожилого возраста.
Что вызывает это заболевание, остается в значительной степени загадкой. Но исследователи Оксфордского университета, используя трехмерную модель культуры тканей человека, имитирующую мозг, показали, что вирус ветряной оспы (VZV), который обычно вызывает ветрянку и опоясывающий лишай, может активировать вирус простого герпеса (HSV), другой распространенный вирус, чтобы привести в движение ранние стадии болезни Альцгеймера.
Обычно HSV-1 - один из основных вариантов вируса - находится в спящем состоянии в нейронах мозга, но когда он активируется, это приводит к накоплению белков тау и амилоид-бета, а также к потере функции нейронов - характерные признаки, наблюдаемые у пациентов с болезнью Альцгеймера. Исследование опубликовано в журнале Journal of Alzheimer's Disease.
"Мы опирались на множество доказательств того, что HSV связан с повышенным риском развития болезни Альцгеймера у пациентов", - говорит соавтор работы Дэвид Каплан. Одной из первых выдвинула гипотезу о связи между вирусом герпеса и болезнью Альцгеймера Рут Ицхаки из Оксфордского университета, которая сотрудничала с лабораторией Каплана в этом исследовании. "Мы знаем, что существует взаимосвязь между HSV-1 и болезнью Альцгеймера, и предполагали участие VZV, но мы не знали последовательности событий, которые создают вирусы, чтобы привести болезнь в движение", - сказал он. "Мы думаем, что теперь у нас есть доказательства этих событий".
По данным ВОЗ примерно 3,7 миллиарда человек в возрасте до 50 лет инфицированы HSV-1, вирусом, вызывающим оральный герпес. В большинстве случаев он протекает бессимптомно, находясь в спящем состоянии в нервных клетках. Varicella zoster также чрезвычайно распространен, причем около 95 % людей заражаются им в возрасте до 20 лет. Многие из этих случаев выражаются в виде ветряной оспы. VZV, который является одной из форм вируса герпеса, также может оставаться в организме, попадая в нервные клетки, а затем переходить в спящее состояние. Позднее в жизни VZV может реактивироваться и вызвать опоясывающий лишай, заболевание, которое встречается на протяжении жизни каждого третьего человека. Связь между HSV-1 и болезнью Альцгеймера возникает только тогда, когда HSV-1 реактивируется, вызывая появление язвочек и других болезненных воспалительных состояний.
Чтобы лучше понять причинно-следственную связь между вирусами и болезнью Альцгеймера, исследователи воссоздали среду, напоминающую мозг, в маленьких губках шириной 6 миллиметров, сделанных из протеина шелка и коллагена. Они заселили губки нейронными стволовыми клетками, которые выросли и стали функциональными нейронами, способными передавать сигналы друг другу по сети, как это происходит в мозге. Некоторые из стволовых клеток также образуют глиальные клетки, которые обычно находятся в мозге и помогают поддерживать жизнь и функционирование нейронов.
Авторы обнаружили, что выращенные в этой модели нейроны могут быть инфицированы VZV, но само по себе это не приводит к образованию характерных для болезни Альцгеймера белков тау и бета-амилоида - компонентов спутанного клубка волокон и бляшек, которые образуются в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера - и нейроны продолжали нормально функционировать. Однако если в нейронах уже находился покоящийся HSV-1, воздействие VZV приводило к реактивации HSV, резкому увеличению тау и бета-амилоидных белков, и сигналы нейронов начинали замедляться.
"Это удар двух вирусов, которые очень распространены и обычно безвредны, но лабораторные исследования показывают, что если новый контакт с VZV разбудит дремлющий HSV-1, то это может вызвать проблемы", - объясняет Каплан. "Возможно, что другие инфекции и другие причины и следствия могут привести к болезни Альцгеймера, а такие факторы риска, как травма головы, ожирение или употребление алкоголя, предполагают, что они могут взаимодействовать при повторном появлении HSV в мозге", - добавил он.
Исследователи обнаружили, что зараженные VZV образцы начали вырабатывать более высокий уровень цитокинов - белков, которые часто участвуют в запуске воспалительной реакции. Каплан отметил, что VZV, как известно, во многих клинических случаях вызывает воспаление в мозге, что, возможно, приводит к активации спящего HSV и усилению воспаления. Повторяющиеся циклы активации HSV-1 могут привести к усилению воспаления в мозге, образованию бляшек и накоплению повреждений нейронов и нарушению когнитивных функций.
"Наши результаты позволяют предположить один из путей развития болезни Альцгеймера, вызванной инфекцией VZV, которая создает воспалительные триггеры, пробуждающие HSV в мозге. Хотя мы продемонстрировали связь между VZV и активацией HSV-1, возможно, что другие воспалительные события в мозге также могут пробудить HSV-1 и привести к болезни Альцгеймера", - отмечает Каплан.
Было показано, что вакцина против VZV для профилактики ветрянки и опоясывающего лишая также значительно снижает риск развития деменции. Возможно, вакцина помогает остановить цикл вирусной реактивации, воспаления и повреждения нейронов. Исследователи также указывают на долгосрочные неврологические последствия, которые некоторые пациенты с COVID испытали после вируса SARS-CoV-2, особенно среди пожилых людей, а также то, что после инфекции COVID может произойти реактивация как VZV, так и HSV-1. По их словам, в таких случаях целесообразно следить за возможными последующими когнитивными нарушениями и нейродегенерацией.
