Герпес первого типа и болезнь Альцгеймера: связь, лечение, перспективы

Развитие болезни Альцгеймера, вследствие поражения нейронов головного мозга простым вирусом герпеса первого типа, впервые наблюдали в реальном времени на изначально здоровой ткани мозга, созданной из стволовых клеток. Исследование поможет в разработке лекарств против коварного заболевания, медленно и неотвратимо крадущего жизнь человека.
Герпес первого типа и болезнь Альцгеймера: связь, лечение, перспективы

Болезнь Альцгеймера поражает нервную систему и каждый день понемногу отнимает способности у страдающих от нее людей. Пациенты могут потеряться в давно знакомом районе или забыть, как выглядит их родной дом. Прохожие не всегда подскажут людям с болезнью Альцгеймера, как найти нужный адрес. Дело не в жестокости и безразличии, а в том, что у пациентов постепенно нарушается речь. Наступает момент, когда они буквально не смогут попросить о помощи. На финальных стадиях заболевания блокируются жизненно важные нервные функции, и человек умирает.

В 95% случаев заболевания ученые винят внешние факторы. Ряд исследований показал, что развитию болезни Альцгеймера могут способствовать вирусы. Одним из “помощников” страшного недуга является вирус простого герпеса первого типа (ВПГ-1). Попадая в мозг, вирус ведет себя, как пылинка в верхних слоях атмосферы. На пылинке конденсируются мельчайшие капли жидкости, постепенно превращая ее в крупную каплю дождя. В нейронной ткани вирус герпеса “обклеивают” со всех сторон амилоидные белки. “Капли” или бляшки из этих белков приводят к нарушению работы нейронов и их постепенной гибели.

В большинстве исследований, посвященных влиянию ВПГ-1 на развитие заболевания, в распоряжении ученых были клетки пациентов с начальной стадией болезни Альцгеймера. Здоровые человеческие ткани не подвергали воздействию вируса герпеса. Первыми, кто решился на это, стали исследователи из Университета Тафтса. Их работа опубликована в журнале Science Advances.

Трехмерная модель ткани человеческого мозга представляла из себя губчатую структуру в форме пончика. Модель состояла из шелка и коллагена и была заполнена нервными стволовыми клетками, которые дифференцировались в нейроны. Форма пончика была выбрана неслучайно. Отростки нейронов — аксоны — прорастали в отверстие “пончика”, создавая нейронные связи и имитируя серое и белое вещество мозга. Созданная модель позволила ученым в реальном времени наблюдать за физическими и биологическими процессами в нервной ткани. Исследователи использовали средства визуализации, а также отслеживали электрическую активность нейронных связей.

Развитие болезни Альцгеймера в биоинженерной ткани мозга
Развитие болезни Альцгеймера в биоинженерной ткани мозга

Через 3 дня после заражения здоровой биоинженерной ткани мозга ВПГ-1 проявились симптомы Альцгеймера. Амилоидные белки образовали плотные крупные бляшки, которые приводили к воспалению и гибели нейронов. Передача сигналов между ними нарушилась. 

Пока подопытный “мозг” деградировал, удалось установить 40 генов, связанных с болезнью Альцгеймера. Видными среди них были те, что кодировали ферменты катепсин G и BACE2. Эти ферменты участвуют в производстве бета-амилоидных пептидов, обнаруженных в бляшках. В тканях, инфицированных вирусом герпеса эти гены интенсивно экспрессировались и теперь станут мишенями при разработке новых лекарств. 

Лечение противовирусным препаратом валацикловиром подавило экспрессию генов. Амилоидные бляшки уменьшились, связь через нейронные сети восстановилась. Болезнь Альцгеймера, спровоцированную другими факторами, препаратом от герпеса победить не удастся. Однако обнаружение генов, участвующих в развитии заболевания, поможет ученым лучше понимать умственный недуг и разработать более эффективные лекарства.