«Это первое исследование, посвященное влиянию инфекции Зика на мозг взрослого человека», – говорит Джозеф Глисон, адъюнкт-профессор Рокфеллерской лаборатории и руководитель лаборатории детских болезней мозга и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза. "Согласно нашим выводам, заражение вирусом Зика во взрослом возрасте может быть не так безобидно, как думают люди."
Хотя необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, имеет ли этот ущерб долгосрочные биологические последствия или потенциал для воздействия на поведение, результаты предполагают возможность того, что вирус Зика, получивший широкое распространение в Центральной и Южной Америке за последние восемь месяцев, может быть вреднее, чем считалось ранее.
«Зика явно может проникнуть в мозг взрослых и нанести серьезный ущерб», – говорит Судан Шреста, профессор Института аллергии и иммунологии Ла-Хойи. "Но это сложное заболевание – оно имеет катастрофические последствия для раннего развития мозга, однако у большинства взрослых, инфицированных вирусом Зика, симптомы обнаруживаются редко.
Его влияние на мозг взрослого человека может быть более тонким, и теперь мы знаем, на что обращать внимание."
Нейрональные предшественники
В начале беременности, до того, как наш мозг превратился в сложный орган со специализированными зонами, он полностью состоит из нервных клеток-предшественников.
Обладая способностью пополнять нейроны мозга на протяжении всей жизни, это стволовые клетки мозга. У здоровых людей нейронные клетки-предшественники в конечном итоге становятся полностью сформированными нейронами, и считается, что в какой-то момент на этом прогрессе они становятся устойчивыми к вирусу Зика, что объясняет, почему взрослые кажутся менее восприимчивыми к этому заболеванию.
Но текущие данные свидетельствуют о том, что вирус Зика нацелен на нейральные клетки-предшественники, что приводит к потере этих клеток и уменьшению объема мозга.
Это точно отражает то, что наблюдается при микроцефалии, состоянии развития, связанном с инфекцией Зика у развивающихся плодов, которое приводит к уменьшению головы по сравнению с нормальным и широкому спектру нарушений развития.
В зрелом мозге сохраняются ниши этих нервных клеток-предшественников, на которые, по-видимому, особенно влияет вирус Зика.
Эти ниши – у мышей они существуют в основном в двух областях, субвентрикулярной зоне передней части переднего мозга и субгранулярной зоне гиппокампа – жизненно важны для обучения и памяти.
Глисон и его коллеги подозревали, что, если вирус Зика может инфицировать фетальные нейральные предшественники, им не составит труда заразить эти клетки и у взрослых. В мышиной модели, разработанной Шрестой и ее командой для имитации инфекции Зика у людей, флуоресцентные биомаркеры освещались, чтобы показать, что взрослые нейронные клетки-предшественники действительно могут быть захвачены вирусом.
«Наши результаты довольно впечатляющие – в освещенных частях мозга это было похоже на рождественскую елку», – говорит Глисон. "Было очень ясно, что вирус не влияет на весь мозг равномерно, как люди видят в зародыше.
У взрослых только эти две популяции очень специфичны для стволовых клеток, пораженных вирусом. Эти клетки особенные и почему-то очень восприимчивы к инфекции."
Помимо инфекции головного мозга плода
Исследователи обнаружили, что инфекция коррелирует с доказательствами гибели клеток и снижением генерации новых нейронов в этих регионах.
Интеграция новых нейронов в цепи обучения и памяти имеет решающее значение для нейропластичности, которая позволяет мозгу со временем меняться. Нарушения этого процесса связаны с когнитивным снижением и невропатологическими состояниями, такими как депрессия и болезнь Альцгеймера.
Глисон и его коллеги признают, что здоровые люди могут иметь эффективный иммунный ответ и предотвращать атаку вируса. Тем не менее, они предполагают, что некоторые люди, например люди с ослабленной иммунной системой, могут быть уязвимы для вируса, что еще не было признано.
«В более тонких случаях вирус теоретически может повлиять на долговременную память или риск депрессии, – говорит Глисон, – но инструментов для проверки долговременного воздействия вируса Зика на популяции взрослых стволовых клеток не существует."
Помимо микроцефалии, вирус Зика был связан с синдромом Гийена-Барре, редким заболеванием, при котором иммунная система атакует части нервной системы, что приводит к мышечной слабости или даже параличу. «Связь было трудно отследить, поскольку Гийен-Барре обычно развивается после того, как инфекция исчезла», – говорит Шреста. "Мы предполагаем, что инфекция взрослых нервных клеток-предшественников может быть механизмом этого."
Есть еще много вопросов, на которые нет ответа, в том числе о том, насколько данные модели мыши могут быть переведены для людей.
Выводы Глисона, в частности, поднимают такие вопросы, как: имеет ли ущерб, нанесенный клеткам-предшественникам вирусом долговременные биологические последствия, и может ли это, в свою очередь, повлиять на обучение и память?? Или у этих клеток есть способность восстанавливаться??
Тем не менее, эти результаты позволяют предположить, что вирус Зика – это не просто временная инфекция у взрослых людей, и что воздействие на мозг взрослого человека может иметь долгосрочные последствия.
«Похоже, что вирус довольно много путешествует, поскольку люди перемещаются по миру», – говорит Глисон. "Учитывая это исследование, я думаю, что государственному здравоохранению следует рассмотреть возможность мониторинга инфекций Зика во всех группах, а не только у беременных женщин."