Изучая вирусы, наиболее известные тем, что заражают мозг, исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе наткнулись на ключи к загадке, затрагивающей совершенно другую часть анатомии: кишечник, и почему у некоторых людей возможно развитие проблемы с пищеварением кажутся совершенно неожиданными.
Исследователи обнаружили, что такие вирусы, как Западный Нил и Зика, поражающие нервную систему в головном и спинном мозге, также могут убивать нейроны в кишечнике мышей, нарушая перистальтику кишечника и вызывая закупорку кишечника. По словам исследователей, другие вирусы, поражающие нейроны, также могут вызывать те же симптомы.
Выводы, опубликованные 4 октября в журнале Cell, потенциально могут объяснить, почему некоторые люди испытывают повторяющиеся, непредсказуемые приступы болей в животе и запоры, и, возможно, указать на новую стратегию предотвращения таких состояний.
«У некоторых людей, которые в остальном здоровы, внезапно возникают проблемы с моторикой кишечника, и мы не понимаем, почему», - сказал Таддеус С. Стаппенбек, доктор медицинских наук, профессор лаборатории и геномной медицины Конана. и со-старший автор исследования. «Но теперь мы считаем, что одним из объяснений может быть то, что вы можете получить вирусную инфекцию, в результате которой ваши иммунные клетки убивают инфицированные нейроны в вашем кишечнике. Возможно, поэтому вы внезапно больше не можете двигаться дальше».
Постдокторский исследователь и первый автор Джеймс Уайт, доктор философии, изучал мышей, зараженных вирусом Западного Нила, переносимым комарами вирусом, который вызывает воспаление в мозгу, когда он заметил нечто странное. Кишечник некоторых инфицированных мышей вверху был заполнен испражнениями, а внизу пуст, как будто у них была закупорка.
«На самом деле мы заметили это давно, но проигнорировали это, потому что в то время это не было в центре нашего исследования», - сказал эксперт по Западному Нилу Майкл С. Даймонд, доктор медицины, доктор философии, Герберт С. Гассер. Профессор медицины и соавтор статьи. «Но Джим Уайт вмешался. Он хотел выяснить, почему это происходит».
Уайт, Даймонд, Стаппенбек и их коллеги, включая Роберта Хеккерота, доктора медицины, доктора философии, из Пенсильванского университета, обнаружили, что не только вирус Западного Нила, но и его двоюродные братья вирусы Зика, Повассан и Кунджин - все из которых нацелены на нервную систему как Западный Нил - заставлял кишечник расширяться и замедлял транзит по кишечнику. Напротив, вирус чикунгунья, неродственный вирус, который не поражает нейроны, не вызывал дисфункции кишечника.
Дальнейшее исследование показало, что вирус Западного Нила при введении в ногу мыши перемещается по кровотоку и заражает нейроны в стенке кишечника. Эти нейроны координируют сокращения мышц, чтобы беспрепятственно перемещать отходы через кишечник. После заражения нейроны привлекают внимание иммунных клеток, которые атакуют вирусы и в процессе убивают нейроны.
«Любой вирус, который имеет склонность поражать нейроны, может вызывать такие повреждения», - сказал Даймонд, который также является профессором молекулярной микробиологии, патологии и иммунологии. «Вирусы Западного Нила и родственные вирусы не очень распространены в США. Но есть много других более распространенных вирусов, таких как энтеровирусы и герпесвирусы, которые также могут поражать определенные нейроны в стенке кишечника и повреждать их».
Если это так, то такие широко распространенные вирусы могут стать новой мишенью для профилактики или лечения болезненных проблем с пищеварением. Хронические проблемы с перистальтикой кишечника - это неприятный опыт, и хотя этим состоянием можно управлять, его нельзя вылечить или предотвратить.
«Многие из вирусов, которые могут поразить нервную систему кишечника, вызывают легкие, самоограничивающиеся инфекции, и никогда не было причин для разработки вакцины против них», - сказал Даймонд.«Но если бы вы знали, что некоторые конкретные вирусы вызывают эту серьезную и распространенную проблему, вы могли бы с большей вероятностью попытаться разработать вакцину».
Пищеварительный тракт инфицированных мышей постепенно восстанавливался в течение восьми недель. Но когда исследователи заразили мышей неродственным вирусом или иммуностимулятором, проблемы с кишечником быстро вернулись. Этот паттерн повторил тот, который наблюдается у людей, которые циклически проходят через приступы желудочно-кишечного расстройства и выздоровления. Обострения часто вызваны стрессом или болезнью, но они также могут возникать без видимой причины.
«Удивительно, что нервная система кишечника способна восстанавливаться и восстанавливать почти нормальную моторику, даже после довольно сильного удара и потери большого количества клеток», - сказал Стаппенбек, который также является профессором. биологии развития. «Но с другой стороны, он просто работает нормально, а когда вы добавляете какой-либо стресс, он снова дает сбой».
Предыдущие исследования связывали перистальтику кишечника с изменениями в микробиоме - сообществе бактерий, вирусов и грибков, которые живут в кишечнике.
«Сейчас нам нужно выяснить, как эта история связана со всем остальным, что мы знаем о перистальтике кишечника», - сказал Стаппенбек. «Какое влияние повреждение нервной системы кишечника оказывает на микробиом? Мы хотели бы соединить эти точки».