«Заглянув в живой мозг, мы смогли проследить цепочку событий, из-за которых церебральная малярия ежегодно убивает тысячи людей», — сказал Дориан МакГаверн, доктор философии, ученый из Национального института неврологических расстройств и инсульта Национального института здоровья. (НИНДС). «Наше исследование также предполагает, что может существовать простое лечение, чтобы остановить эту смертельную болезнь».Малярия — это паразитарная инфекция, которая распространяется москитами, прежде всего в развивающихся странах. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, в 2015 году во всем мире было зарегистрировано более 200 миллионов случаев малярии и 400 000 случаев смерти от этой болезни, в основном среди детей в возрасте до пяти лет. Хотя многие люди испытывают легкие симптомы, у некоторых паразит поражает мозг и вызывает церебральную малярию, от которой умирают от 15 до 30 процентов пациентов с этой формой болезни.
Люди, пережившие церебральную малярию, часто испытывают долговременные неврологические симптомы, включая когнитивные нарушения и паралич конечностей. Причина смерти от церебральной малярии часто связана с отеком мозга и кровотечением, но механизмы, приводящие к этим исходам, до конца не изучены.Предыдущие исследования на модели этого заболевания на грызунах показали, что CD8 + Т-клетки играют ключевую роль в развитии CM, поэтому команда доктора МакГаверна сфокусировала свои камеры на этих клетках.Доктор МакГаверн и его коллеги заглянули внутрь мозга мышей, инфицированных паразитом, вызывающим КМ, с помощью технологии визуализации, известной как прижизненная микроскопия, которая позволила им наблюдать клетки в действии.
Результаты этого исследования показали, что по мере того как красные кровяные тельца, содержащие паразита, прикрепляются к церебральным кровеносным сосудам (признак CM), иммунная система пытается их очистить. Несмотря на эти усилия, эндотелиальные клетки, составляющие стенки церебральных кровеносных сосудов, сбрасывают частицы паразита, которые распознают CD8 + Т-клетки, заставляя эти иммунные клетки прикрепляться к сосудам и атаковать их. Как только CD8 + Т-клетки накопились на поверхности кровеносных сосудов головного мозга, сосуды начали протекать. Последующая утечка привела к опуханию и повышению давления в мозгу, что было фатальным.
Результаты также показали, что CD8 + Т-клетки преимущественно взаимодействуют с кровеносными сосудами головного мозга, а не с другими частями тела.Чтобы определить, какие части мозга были затронуты этими событиями, исследователи вводили мышам красители, которые отмечали мертвые клетки и протечку кровеносных сосудов. Результаты показали, что областями мозга с наиболее поврежденными сосудами и гибелью клеток были обонятельная луковица (область, отвечающая за восприятие запаха) и, что особенно важно, ствол мозга, область, которая контролирует такие жизненно важные функции, как дыхание и частоту сердечных сокращений.В другом наборе экспериментов группа доктора МакГаверна проверила потенциальную терапию, чтобы увидеть, можно ли ее использовать для удаления CD8 + Т-клеток со стенок сосудов.
Первоначально они наблюдали, как CD8 + Т-клетки начали взаимодействовать с церебральными кровеносными сосудами у мышей CM. Затем они обработали мышей двумя внутривенными препаратами, одобренными FDA, которые блокируют молекулы, которые CD8 + Т-клетки используют для прикрепления к кровеносным сосудам. В течение 30 минут после лечения CD8 + Т-клетки отделились от кровеносных сосудов и не смогли прилипнуть к ним, предотвращая смертельный отек мозга у всех обработанных мышей.
Эти результаты предполагают, что взаимодействия между CD8 + Т-клетками и кровеносными сосудами приводят к смерти от CM, а предотвращение этого связывания может увеличить выживаемость от болезни.«Эти фильмы показывают нам ужасный побочный эффект, иногда связанный с малярией — паразит может заставить иммунную систему организма атаковать кровеносные сосуды в собственном мозгу», — сказал доктор МакГаверн.В будущих исследованиях доктор МакГаверн и его коллеги изучат, как взаимодействие между CD8 + Т-клетками и церебральными сосудами вызывает утечку крови и способы восстановления мозга от инфекции CM.
Кроме того, технология визуализации в реальном времени, представленная в этом исследовании, может быть использована для наблюдения за тем, как другие болезни, переносимые комарами, такие как вирус Зика и денге, влияют на мозг.