Вирус герпеса — возможный предиктор развития рассеянного склероза

Широко распространенный вирус герпеса (ВГ) 6-го типа может играть ключевую роль в торможении процессов самовосстановления тканей головного мозга при таких патологиях, как рассеянный склероз, — к таким выводам, опубликованным в журнале «Scientific Reports», в ходе новой работы пришли ученые из отдела биомедицинской генетики Медицинского центра Университета Рочестера (University of Rochester Medical Center Department of Biomedical Gene­tics), Нью-Йорк, США. Они полагают, что полученные результаты помогут исследователям понять, почему у пациентов с одной патологией тяжесть симптомов может значительно варьироваться.

По приблизительным данным, около 80% людей инфицируются ВГ 6-го типа в детском возрасте. Он является наиболее распространенной инфекцией, заражение которой происходит бессимптомно, однако в некоторых случаях может вызывать розеолу, характеризующуюся у детей повышенной температурой тела и сыпью. Изредка (у около 1% инфицированных) специалисты наблюдают врожденное инфицирование ВГ 6-го типа, при котором одна копия вируса передается ребенку вместе со сперматозоидом или яйцеклеткой. Деятельность иммунной системы обычно направлена на активные формы инфекции, потому вирус никогда не покидает организм инфицированного человека и может активизироваться в любой момент жизни. Латентность ВГ 6-го типа осуществляется за счет интеграции своей генетической информации в генетический код человека, что помогает ему уклоняться от иммунной системы. В течение многих лет ученые высказывали подозрения, что вирусы могут обусловливать развитие рассеянного склероза — заболевания, при котором иммунная система атакует и разрушает миелин, покрывающий отростки нервных клеток. В 2003 г. ученые из США впервые исследовали взаимосвязь между латентной формой ВГ 6-го типа и риском развития демиелинизирующих патологий. Они отметили, что геном вируса может быть выявлен в клетках головного мозга людей с тяжелыми формами рассеянного склероза, однако пришли к выводу, что ВГ 6-го типа не приведет к развитию патологии.

В ходе данной работы специалисты изучали вопрос с другого ракурса. Они предположили, что вирус может оказывать негативное влияние на олигодендроциты, которые выполняют трофическую функцию и играют важную роль в поддержании физиологического уровня миелина. Если миелин разрушается вследствие травмы, возраста или заболеваний, активность олигодендроцитов повышается, они мигрируют к месту повреждения и превращаются в клетки, продуцирующие миелин.

Исследователи заметили, что для подавления иммунного ответа ВГ 6-го типа синтезирует белок U94, который, как оказалось, блокирует миграцию олигодендроцитов. Остается неизвестным наличие взаимосвязи между вирусной нагрузкой в головном мозге и тяжестью таких патологий, как рассеянный склероз или лейкодистрофия. Возможно, миграция олигодендроцитов тормозится только при инфицировании определенного количества клеток головного мозга. Кроме того, остается неизвестным, являются ли люди с врожденным ВГ 6-го типа более уязвимыми к развитию демиелинизирующих патологий.

Автор работы доктор Марго Майер-Прошел (Margot Mayer-Proschel) заметила, что латентный ВГ 6-го типа, который может быть выявлен во многих клетках головного мозга, ассоциирован с демиелинизирующими патологиями. Как стало известно, для избегания иммунного ответа данный вирус синтезирует специфический белок, который нарушает способность клеток к восстановлению, в частности при разрушении миелина. В ходе дальнейших работ предстоит понять механизм, с помощью которого вирус влияет на скорость прогрессирования патологии. Очевидно, что ВГ 6-го типа не обязательно является причиной патологии, однако, ограничивая способность тканей головного мозга к восстановлению, он ускоряет прогрессирование заболеваний.

• Campbell A., Hogestyn J.M., Folts C.J. et al. (2017) Expression of the human herpesvirus 6A latency-associated transcript U94 A disrupts human oligodendrocyte progenitor migration. Sci. Rep., June 21 [Epub. ahead of print].
• University of Rochester Medical Center (2017) Hidden herpes virus may play key role in MS, other brain disorders. ScienceDaily, July 11 (http://www.sciencedaily.com/releases/2017/07/170710122959.htm).

Юлия Котикович

Выращен искусственный кишечник с нервной системой

Американские ученые вырастили из стволовых клеток ткань кишечника, имеющую нервную систему и способную к самостоятельной перистальтике. Отчет о работе появился в журнале Nature Medicine.

Несмотря на кажущуюся простоту кишечник представляет собой сложный орган с разнообразным функциями: он переваривает пищу, всасывает получившиеся питательные вещества, обеспечивает перистальтику (продвижение пищевой массы с пищеварительными соками, или химуса), постоянно обновляет свою эпителиальную выстилку, вырабатывает защитную слизь, поддерживает жизнеспособность микробиома и т. д. Для этого ему необходима развитая нервная система, которая устроена значительно сложнее остальной автономной нервной системы. В частности, она имеет дополнительные нервные сплетения: межмышечное, или ауэрбахово, контролирующее движения кишки, и подслизистое, или мейсснерово, управляющее кровотоком, секрецией и всасыванием. Из-за этого некоторые авторы выделяют ее в самостоятельный отдел автономной нервной системы.

Первые образцы кишечной ткани, содержащие правильно организованный эпителий и мышечную ткань (кишечные органоиды), были получены в 2010 году, однако нейронов в них не было.

Сейчас та же лаборатория в Медцентре Детской больницы Цинциннати с коллегами из других научных центров США, Франции, и Австралии вырастила полноценную ткань кишки с функционирующей нервной системой, подражая естественному эмбриональному развитию кишечника.

На первой стадии процесса они по отработанной технологии вырастили кишечные органоиды сфероидной формы, соответствующим образом направив дифференцировку человеческих эмбриональных и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.

Затем, обрабатывая индуцированные плюрипотентные клетки ретиноевой кислотой, ученые получили из них клетки нервного гребня, служащие предшественницами кишечных нейронов. Эти клетки ввели в развивающиеся органоиды, где они мигрировали в мышечный и подслизистые слои и дифференцировались в нейроны и глиальные (вспомогательные) клетки. При этом сформировлись структуры, аналогичные мейсснерову и ауэрбахову сплетениям.

В полученных органоидах присутствовали также интерстициальные клетки Кахаля, которые обладают спонтанной электрической активностью и служат водителями ритма для волн перистальтики.

В таких органах наблюдались перистальтические движения, происходящие под контролем собственной нервной системы (это проверили, блокируя нейроны тетродотоксином). Причем происходило это как в пробирке, так и после имплантации их под капсулу мышиной почки. По гистологическому строению органоиды оказались схожи со здоровой тонкой кишкой человека.

Кишечные органоиды с нервной системой не имели собственных кровеносных сосудов и иммунных клеток, однако после имплантации их мышам организм животных снабжал их всем необходимым, отмечают исследователи.

«Полагаю, это одна из наиболее сложных тканей из когда-либо созданных. У нее есть внутренняя выстилка, абсорбирующая питательные вещества и вырабатывающая пищеварительные соки, полностью рабочие мышцы и нервы, контролирующие их волнообразные сокращения», — заявил руководитель работы Джим Уэллс (Jim Wells).

Основной целью научного коллектива является создание полноценных фрагментов кишечника для имплантации пациентам с различными врожденными и приобретенными его поражениями. Кроме того, органоиды уже сейчас позволяют моделировать подобные заболевания (например, заблокировав ген фактора транскрипции PHOX2B, ученые наблюдали изменения, характерные для болезни Гиршпрунга). Также они подходят для изучения действия лекарств на секрецию и перистальтику кишечника.

К настоящему времени для исследовательских целей созданы и совершенствуются органоидные модели различных органов и тканей (включая печень, желудок, щитовидную железу, легкие и другие), однако органоидов с автономной нервной системой получить до сих пор не удавалось. Подробнее почитать о создании искусственных органов можно в нашем материале.

Олег Лищук