Нове дослідження показує, що бактерії можуть проникати в мозок, захоплюючи клітини в захисних шарах мозку. Результати натякають на те, як поширюється смертельна інфекція під назвою бактеріальний менінгіт.
У мишей, інфікованих бактеріями, що викликають менінгіт, мікроби використовують раніше невідомий зв’язок між нервовими клітинами, що сприймають біль, і імунними клітинами, щоб пройти через захист мозку, повідомляють дослідники 1 березня в Nature . Результати також натякають на новий спосіб, можливо, затримати вторгнення — використання ліків від мігрені, щоб перервати ці розмови між клітинами.
Бактеріальний менінгіт — це інфекція захисних шарів або мозкових оболонок головного мозку, яка щорічно вражає 2,5 мільйона людей у всьому світі. Це може спричинити сильні головні болі, а іноді й тривалу неврологічну травму або смерть.
«Несподівано бактерії захоплюють больові волокна, коли вони намагаються вторгнутися в мозок», — каже Ісаак Чіу, імунолог з Гарвардської медичної школи в Бостоні. Як правило, можна очікувати, що біль буде системою попередження, щоб ми якимось чином закрили бактерії, каже він. «Ми виявили протилежне… Цей [больовий] сигнал використовується бактеріями для отримання переваги».
Відомо, що нейрони, що сприймають біль, і імунні клітини співіснують у мозкових оболонках , особливо в зовнішньому шарі, що називається твердою мозковою оболонкою. Отже, щоб побачити, яку роль відіграють біль та імунні клітини в бактеріальному менінгіті, команда Чіу заразила мишей двома бактеріями, які, як відомо, викликають інфекцію у людей: Streptococcus pneumoniae та S. agalactiae . Потім дослідники спостерігали, де ці бактерії потрапили в організм мишей, генетично налаштованих на відсутність нервових клітин, що сприймають біль, і порівняли ці місця спокою з тими, що знаходяться у мишей з цілими нервовими клітинами.
Команда виявила, що миші без нейронів, що сприймають біль, мали менше бактерій у мозкових оболонках і мозку, ніж миші з нервовими клітинами. Це суперечить думці про те, що біль при менінгіті служить попереджувальним сигналом для імунної системи організму, мобілізуючи її до дії.
Подальші тести показали, що бактерії викликали ланцюг подій, що пригнічують імунітет, починаючи з мікробів, що виділяють токсини в тверду мозкову оболонку.
Токсини причепилися до больових нейронів, які, у свою чергу, вивільнили молекулу під назвою CGRP. Вже відомо, що ця молекула зв’язується з рецептором на імунних клітинах, де вона допомагає контролювати імунну відповідь твердої мозкової оболонки. Дослідники виявили, що введення інфікованим мишам більшої кількості CGRP знизило кількість імунних клітин дуральної оболонки та сприяло розвитку інфекції.
Команда також уважніше розглянула рецептор, з яким зв’язується CGRP. У заражених мишей, виведених без рецептора, менше бактерій потрапило в мозок. Але в тих, що мають рецептор, імунні клітини, які інакше поглинули б бактерії та залучили підкріплення, були відключені.
Отримані дані свідчать про те, що запобігання вивільненню CGRP або запобігання його зв’язуванню з імунними клітинами може допомогти затримати інфекцію.
Неврологи знають, що CGRP є рушійною силою головного болю — він уже є мішенню ліків від мігрені. Тож дослідники дали п’ятьом мишам ліки від мігрені олцегепант, який блокує дію CGRP, і заразили їх S. pneumoniae . Після інфікування миші, яким вводили ліки, мали менше бактерій у мозкових оболонках і головному мозку, їм знадобилося більше часу, щоб з’явитися симптоми, вони не втрачали стільки ваги і виживали довше, ніж миші, яким не давали ліки.
Висновок свідчить про те, що олцегепант уповільнив інфекцію. Незважаючи на те, що це купило мишам лише кілька додаткових годин, це має вирішальне значення для менінгіту, який може розвинутися так само швидко. Якби olcegepant так само діяв на людей, це могло б дати лікарям більше часу для лікування менінгіту. Але ефект, ймовірно, не такий драматичний для людей, попереджає Майкл Вілсон, невролог з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско, який не брав участі в роботі.
Вченим ще потрібно визначити, чи нервові клітини, що сприймають біль, і імунні клітини мають однакову взаємодію в твердій мозковій оболонці людини, і чи можуть ліки від мігрені допомогти лікувати бактеріальний менінгіт у людей.
Невролог Авіндра Нат має сумніви. Клініцисти вважають, що імунна відповідь і запалення пошкоджують мозок під час менінгіту, каже Нат, який очолює групу з дослідження інфекцій нервової системи в Національному інституті неврологічних розладів та інсульту в Бетесді, штат Меріленд. Тому лікування передбачає застосування препаратів, які пригнічують імунну відповідь, а не посилити його, як це можуть зробити ліки від мігрені.
Чіу визнає це, але зазначає, що може бути місце для обох підходів. Якщо імунні клітини твердої мозкової оболонки можуть запобігти інфекцію на проході, це може запобігти проникненню деяких бактерій через захист, мінімізуючи запалення мозку.
Це дослідження може остаточно не змінити те, як клініцисти лікують пацієнтів, каже Вілсон. Але це все ж розкриває щось нове про одну з перших ліній захисту мозку.