Naukowcy z Uniwersytetu Tufts i Uniwersytetu Oksfordzkiego, używając trójwymiarowego modelu hodowli ludzkich tkanek naśladującego mózg , wykazali, że wirus ospy wietrznej i półpaśca (VZV) może aktywować opryszczkę zwykłą (HSV) co jak się okazuje, może mieć wpływ na wczesny rozwój choroby Alzheimera. W normalnych warunkach HSV-1 — jeden z głównych wariantów wirusa — jest uśpiony w neuronach mózgu, ale gdy jest aktywowany, prowadzi do akumulacji białek tau i amyloidu beta oraz utraty funkcji neuronów — cech charakterystycznych występujących u pacjentów z chorobą Alzheimera.

„Nasze wyniki sugerują jedną ścieżkę prowadzącą do choroby Alzheimera, wywołaną przez infekcję VZV, która odpowiada za procesy, które aktywują HSV w mózgu” – powiedział Dana Cairns, pracownik naukowy na Wydziale Inżynierii Biomedycznej. „Chociaż wykazaliśmy związek między aktywacją VZV i HSV-1, możliwe jest, że inne zdarzenia zapalne w mózgu mogą również obudzić HSV-1 i prowadzić do rozwoju choroby Alzheimera”.

„Opracowaliśmy wiele ustalonych dowodów na to, że HSV jest powiązany ze zwiększonym ryzykiem choroby Alzheimera u pacjentów” – powiedział David Kaplan, profesor inżynierii i przewodniczący Wydziału Inżynierii Biomedycznej w Tufts' School of Engineering. Jedną z pierwszych, która postawiła hipotezę o związku między wirusem opryszczki, a chorobą Alzheimera, jest Ruth Itzhaki z Uniwersytetu Oksfordzkiego, która współpracowała przy tym badaniu z laboratorium Kaplana.

„Wiemy, że istnieje korelacja między HSV-1 a chorobą Alzheimera, a niektórzy sugerowali udział VZV, ale nie wiedzieliśmy, jaka jest sekwencja zdarzeń, które wirusy tworzą, aby doszło do rozwoju choroby” – powiedział. „Sądzimy, że mamy teraz dowody na sekwencję tych wydarzeń”.

Według Światowej Organizacji Zdrowia około 3,7 miliarda osób w wieku poniżej 50 lat zostało zarażonych HSV-1 – wirusem wywołującym opryszczkę jamy ustnej. W większości przypadków jest bezobjawowa, uśpiona w komórkach nerwowych.

Po aktywacji może powodować stan zapalny nerwów i skóry, powodując bolesne otwarte rany i pęcherze. Większość nosicieli – a według CDC jest to jeden na dwóch Amerykanów – będzie mieć objawy od bardzo łagodnych do zerowych, zanim wirus przejdzie w stan uśpienia.

Wirus ospy wietrznej i półpaśca jest również niezwykle powszechny, a około 95 procent osób zostało zarażonych przed 20 rokiem życia. Wiele z tych przypadków określa się jako ospę wietrzną. VZV, który jest formą wirusa opryszczki , może również pozostawać w organizmie, trafiając do komórek nerwowych, zanim przejdzie w stan uśpienia.

W późniejszym życiu VZV może zostać reaktywowany, powodując półpasiec, chorobę charakteryzującą się pęcherzami i guzkami na skórze. Jedna na trzy osoby ostatecznie zachoruje na półpasiec w swoim życiu.

Związek między HSV-1, a chorobą Alzheimera występuje tylko wtedy, gdy HSV-1 został reaktywowany, aby powodować rany, pęcherze i inne bolesne stany zapalne.

Aby lepiej zrozumieć związek przyczynowo - skutkowy między wirusami, a chorobą Alzheimera, naukowcy z Tufts odtworzyli środowiska przypominające mózg w małych, 6-milimetrowych gąbkach w kształcie pączka, wykonanych z białka jedwabiu i kolagenu.

Wprowadzili do gąbek komórki macierzyste, które rosną i stają się funkcjonalnymi neuronami zdolnymi do przekazywania sobie nawzajem sygnałów w sieci, tak jak w mózgu. Niektóre komórki macierzyste tworzą również komórki glejowe, które zwykle znajdują się w mózgu i pomagają utrzymać przy życiu i funkcjonowaniu neuronów.
Naukowcy odkryli, że neurony wyhodowane w tkance mózgowej mogą być zakażone VZV, ale samo to nie doprowadziło do powstania charakterystycznych dla Alzheimera białek tau i beta-amyloidu – składników mieszaniny włókien i blaszek, które tworzą się w chorobie Alzheimera.

Jednakże, jeśli neurony już nosiły nieaktywny HSV-1, ekspozycja na VZV doprowadziła do reaktywacji HSV i dramatycznego wzrostu białek tau i beta-amyloidu, a sygnały neuronalne zaczynają zwalniać.

„Infekcje dwoma wirusami, które są bardzo powszechne i zwykle nieszkodliwe, ale badania laboratoryjne sugerują, że jeśli nowa ekspozycja na VZV obudzi uśpione HSV-1, mogą przyczynić się do komplikacji zdrowotnych” – powiedział Cairns.

„Nadal możliwe jest, że inne infekcje i inne szlaki przyczynowo - skutkowe mogą prowadzić do choroby Alzheimera, a czynniki ryzyka, takie jak uraz głowy, otyłość lub spożywanie alkoholu, sugerują, że mogą się krzyżować przy ponownym pojawieniu się HSV w mózgu”- dodaje.

Naukowcy zaobserwowali, że próbki zakażone VZV zaczęły wytwarzać wyższy poziom cytokin – białek, które często biorą udział w wywoływaniu odpowiedzi zapalnej. Kaplan zauważył, że VZV w wielu przypadkach klinicznych powoduje stan zapalny w mózgu, co może prowadzić do aktywacji uśpionego HSV i nasilenia stanu zapalnego.

Powtarzające się cykle aktywacji HSV-1 mogą prowadzić do większego stanu zapalnego w mózgu, wytwarzania płytek i akumulacji uszkodzeń neuronalnych i poznawczych.

Wykazano, że szczepionka przeciwko VZV – zapobiegająca ospie wietrznej i półpasiec – znacznie zmniejsza ryzyko demencji. Możliwe, że szczepionka pomaga zatrzymać cykl reaktywacji wirusa, zapalenia i uszkodzenia neuronów.

Naukowcy zauważyli również długoterminowe skutki neurologiczne, których doświadczyli niektórzy pacjenci z COVID z powodu wirusa SARS-CoV-2, szczególnie wśród osób starszych, oraz że zarówno VZV, jak i HSV-1 mogą zostać reaktywowane po infekcji COVID. W takich przypadkach wskazane byłoby obserwowanie możliwych dalszych efektów poznawczych i neurodegeneracji.

Źródło: medicalxpress.com