Исследователи из Каролинского института, больницы Каролинского университета и Института Веннера-Грена в Стокгольмском университете провели исследования в области бактериального менингита и обнаружили, как бактерии взаимодействуют с нейронами, вызывая гибель нейрональных клеток. Результаты их исследования, начатого в 2019 году, недавно были опубликованы в PloS Pathogens.
Мы попросили Федерико Иовино, руководителя исследовательской группы лаборатории Иовино при отделении нейробиологии и автора-корреспондента исследования, разъяснить некоторые ключевые моменты исследования.
"Мы считаем, что это исследование представляет собой важный шаг вперед в области бактериального менингита, опасного для жизни воспаления мозговых оболочек, возникающего в результате бактериальной инфекции головного мозга. Основной проблемой бактериального менингита является плохое качество жизни после болезни; Фактически, даже если бактериальная инфекция в головном мозге адекватно излечена, 50% выживших страдают от повреждений мозга, вызванных бактериальной инфекцией, таких как когнитивные и двигательные нарушения, потеря слуха или другие неврологические нарушения."
"В литературе отсутствовали сведения о молекулярном механизме, лежащем в основе повреждения нейронов, вызванного бактериальными инфекциями головного мозга. По сути, мы знали, что нейроны гибнут или серьезно повреждаются из-за инфекций, но мы не знали, как происходит гибель нейрональных клеток. С помощью этого исследования мы поняли механизм, используемый Streptococcus pneumoniae, основной этиологической причиной бактериального менингита, для взаимодействия с нейронами и причинения гибели нейрональных клеток."
Почему это важно и как можно использовать полученные данные?
"Мы живем во времена, когда бактериальные инфекции представляют собой серьезное бремя. Несмотря на то, что у нас есть доступ к антибиотикам и вакцинам, бактериальные инфекции по-прежнему вызывают сотни тысяч смертей во всем мире. Устойчивость к антибиотикам – постоянная угроза, с которой приходится сталкиваться в клиниках", говорит Федерико Иовино.
"Кроме того, мозг особенно трудно лечить от инфекций, потому что лекарства должны проникать через гематоэнцефалический барьер, чтобы проникнуть в мозг и искоренить инфекции. Знание о том, как бактерии взаимодействуют с нейронами, вызывая повреждение нейронов, особенно важно, потому что теперь мы можем разработать новые терапевтические стратегии для блокирования взаимодействия бактерий и нейронов для защиты нейронов."
Как вы проводили исследование?
"Это исследование началось в начале 2019 года просто с проектного предложения в заявке на грант. Только при впечатляющей самоотдаче моей исследовательской группы, и в частности Махебали Табуси, первого автора и бывшего исследователя в моей группе, это исследование могло быть завершено в течение двух лет работы", объясняет Федерико Иовино.
"В этом исследовании мы показали, что пневмококки используют свои белки RrgA и пневмолизин (Ply) для взаимодействия с β-актином, экспонированным на плазматической мембране нейронов, и через эти взаимодействия бактерии могут вторгаться в нейроны и вызывать гибель нейрональных клеток. Важно отметить, что все данные этого исследования были подтверждены с использованием первичных нейронов человека, как на модели in vitro, так и на экспериментальной модели мышиного менингита in vivo, и это значительно снижает значимость и важность наших результатов."
Какой следующий шаг?
"Несмотря на то, что другие эукариотические клетки умирают и заменяются, многие нейроны никогда не заменяются при повреждении или после гибели клетки. Поэтому крайне важно защитить нейроны от всех повреждений, которые может вызвать бактериальная инфекция."
"В этом исследовании, используя антитела, нацеленные на β-актин, мы могли предотвратить взаимодействие бактерий с нейронами, и, следовательно, нейроны in vitro выжили после бактериальной инфекции. Теперь мы хотим сделать еще один шаг вперед и разработать подход к блокированию взаимодействий пневмококков и нейронов in vivo", Федерико Иовино заключает.