Вирусы часто распространяются через мозг в виде пэчворка, заражая одни клетки, но пропуская другие. Новое исследование в Медицинской школе Вашингтонского университета в Санкт-Петербурге. Луи помогает объяснить, почему. Ученые показали, что естественная иммунная защита, противостоящая вирусной инфекции, включается в одних клетках мозга, но отключается в других.
"Клетки, которые заражает патоген, могут быть основным фактором, определяющим серьезность инфекций головного мозга," говорит старший автор Майкл Даймонд, доктор медицинских наук, профессор медицины. "Чтобы понять причины заболевания, важно понимать, какие области мозга более восприимчивы и почему."
Хотя некоторые инфекции головного мозга вызываются бактериями, грибами или паразитами, часто причиной является вирус, например вирус Западного Нила, вирус герпеса или энтеровирусы.
В своем исследовании, которое теперь доступно онлайн в Nature Medicine, исследователи сосредоточились на нейронах гранулярных клеток, типе клеток, который редко заражается. Они сравнили профили генов в гранулярных клетках мозжечка с активностью корковых нейронов коры головного мозга, которые более уязвимы для инфекции.
Сравнение выявило много различий, в том числе ряд генов в корковых нейронах, которые были менее хорошо выражены, что означает, что для этих конкретных генов было меньше копий мРНК, молекул, которые передают генетическую информацию от ДНК к механизмам клеточного производства белков.
Затем исследователи по отдельности перенесли 40 из этих генов в нейроны коры и проверили клетки на восприимчивость к вирусной инфекции. Тест выявил три противовирусных гена, которые индуцируются интерфероном, важным белком иммунной системы. Когда уровень экспрессии этих генов увеличивался в корковых нейронах, восприимчивость клеток к вирусной инфекции снижалась.
Исследователи также определили механизмы, которые вызывают некоторые из этих изменений в генетическом программировании: регуляторные факторы, известные как микроРНК, и различия в способах модификации ДНК в ядре клетки, оба из которых могут влиять на уровни экспрессии генов.
Некоторые из генетических изменений полезны только против определенных вирусных семейств, в то время как другие эффективны против более широкого спектра вирусов и бактерий. Ученые пока не могут сказать, вызваны ли различия в восприимчивости к инфекции необходимостью предотвращения инфекции или же они являются побочным продуктом изменений, которые помогают нейронам в определенных областях мозга выполнять важные функции.
Чтобы узнать больше о том, как эти врожденные иммунные гены помогают клеткам противостоять инфекции, Даймонд и его коллеги отключают их в мозгу мышей.