Прионные поражения мозга могут произойти даже без инфицирования: вывод ученых

Листайте вправо, чтобы увидеть больше изображений

Традиционно считается, что прионные болезни — такие как болезнь Кре́йтцфельдта — Я́коба или губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота («коровье бешенство») — вызываются инфекционными прионами — особой формой неправильно свернувшихся белков, способных заражать и превращать нормальные белки в такие же дефектные.

Но новое исследование, опубликованное в International Journal of Molecular Sciences, оказало: даже без внедрения инфекционных прионов в мозгу мышей могут развиваться тяжелые нейродегенеративные патологии.

Исследователи искусственно создали вариант белка PrP (prion protein), свернутого неправильно, но не способного к распространению как инфекционный агент. При введении этого белка мышам — без каких-либо прионов — у них развились характерные для прионных болезней изменения: губчатая структура мозга, рубцевание (астроглиоз), накопление амилоидных бляшек.

Фотография, сделанная с помощью светового микроскопа, показывает губчатую дегенерацию коры головного мозга пациента, умершего от болезни Крейтцфельдта-Якоба (БКЯ). Срез ткани заливали в парафин, делали срезы толщиной приблизительно 5-10 микрон и окрашивали гематоксилином и эозином (H&E). Можно увидеть несколько крупных нейронов пирамидальной формы, а также ядра глиальных клеток. Шкала в правом нижнем углу показывает расстояние в 30 микрон (0,03 миллиметра).

Токсин LPS как катализатор разрушения

При хроническом воспалении, вызванном бактериальным эндотоксином lipopolysaccharide (LPS), даже без неправильно свернутых PrP наблюдалось повреждение мозга — образование амилоидных бляшек, спонгиоз, высокий процент смертности. Когда же LPS и дефектный PrP сочетались, структура мозга разрушалась еще сильнее, болезнь развивалась особенно стремительно и неблагоприятно.

По словам ведущего автора исследования, это «фундаментально оспаривает» доминирующую гипотезу, что прионные болезни — лишь результат распространения инфекционных прионов. Возможно, первопричиной оказываются хроническое воспаление и внутренняя дисфункция белков.

На этой микрофотографии показано, как прионы, окрашенные в красный цвет, распространяются между клетками нервной ткани мыши.

От «бешенства коров» до деменции у человека

Авторы полагают, что прионные болезни не ограничиваются смертельной, но в целом довольно экзотической при надлежащей профилактике болезнью Кре́йтцфельдта — Я́коба. Новые результаты могут перевернуть представление о распространенных нейродегенеративных состояниях у людей вроде болезней Альцгеймера и Паркинсона и бокового амиотрофического склероза, где неправильно свернутые белки и воспаление играют ключевую роль.

Если воспаление и «неинфекционные» формы PrP действительно могут инициировать разрушение мозга, это открывает путь к новым стратегиям — например, снижению воспалительных факторов, заботе о здоровье кишечника, метаболическом и иммунном балансе, что могло бы помочь предотвратить часть случаев нейродегенерации.

Работа напоминает, что болезни мозга могут иметь гораздо более сложную природу, чем считалось. Возможно, ключ к профилактике — не в борьбе с инфекционными агентами, а в контроле воспаления и стабильности самих белков мозга.

Лабораторные мыши вновь положили жизни на алтарь науки

Недавно мы рассказали, как японский суперкомпьютер смоделировал работу коры головного мозга мыши.