Герпетический энцефалит — опасное для жизни заболевание центральной нервной системы, вызываемое вирусом простого герпеса. Ученые из Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка Объединения имени Гельмгольца использовали трехмерную модель мозга, выращенную из стволовых клеток человека, и установили, что что для терапии этого заболевания можно применять комплекс противовирусного и противовоспалительного препаратов. Исследование опубликовано в Nature Microbiology.
ВПГ-1 ухудшает синаптическую активность и изменяет нейроэпителий. Nikolaus Rajewsky et al / NatureMicrobiology 2023
Около 3,7 миллиарда человек носят в своих нервных клетках (преимущественно в тройничном нерве) вирус простого герпеса-1 (ВПГ-1), где он находится в состоянии покоя, пока не будет активирован стрессовым фактором. В активном состоянии вирус может перемещаться по нейронам в мозг, где способен вызвать нейровоспаление. Таким путем возникает от 5 до 15% всех случаев инфекционного энцефалита. Для его лечения врачи назначают противовирусный препарат – ацикловир. Однако после стандартной терапии ацикловиром у большинства пациентов по-прежнему наблюдаются различные неврологические осложнения.
ВПГ-1 заражает только людей, но получение образцов мозга в нужных количествах от больных не представляется возможным. Ученые по умолчанию исследовали заболевание на культивируемых нервных клетках или на мышах, которые не представляют собой естественных носителей вируса. Создание схожей с человеческим мозгом исследовательской модели позволило продвинуться в области изучения герпетического энцефалита.
«Эта модель теперь гораздо ближе к реальности для вируса герпеса, чем та, что использовалась ранее», — отмечают авторы работы.
Ученые заразили модель мозга вирусом ВПГ-1 и визуализировали нейроэпителиальные клетки и нейроны во время патологического процесса. Затем провели анализ одной клетки, чтобы идентифицировать пути миграции инфекции.
Исследователи выявили активацию фактора некроза опухоли (TNF-α) в качестве основной причины воспаления. Обработав модель мозга ацикловиром – стандартным методом лечения энцефалита ВПГ-1 – ученые заметили, что репликация (воспроизводство) вируса прекратилась, но повреждение тканей продолжало развиваться. Дальнейший анализ показал, что TNF-α все еще оставался активным несмотря на лечение.
«Путь воспаления остается ключевой естественной защитой от вируса. Но когда мы блокируем репликацию вируса противовирусными препаратами, чрезмерная воспалительная реакция наоборот оказывает разрушительный эффект», — объясняют авторы проблему.
Исследователи попробовали обрабатывать модели мозга как противовирусным, так и противовоспалительным препаратом, который снижает активность TNF-α. И такое комбинированное лечение позволило предотвратить повреждение нейроэпителиальной ткани.
Теперь ученые надеются, что врачи воспользуются комбинированным действием противовирусных и противовоспалительных средств для лечения герпетического энцефалита.
Текст: Сергей Глебов
Nikolaus Rajewsky et al, Modeling herpes simplex virus 1 infection in cerebral organoids reveals new potential therapeutic approaches for viral encephalitis, Nature Microbiology (2023) DOI: 10.1038/s41564-023-01405-y.
