Zapalenie opon mózgowych to bardzo poważna infekcja mózgu, która może wpływać na organizm na wiele sposobów i musi być leczona w ciągu 24 godzin od wystąpienia objawów. Światowa Organizacja Zdrowia szacuje, że rocznie dochodzi do blisko trzech milionów przypadków tej choroby. Wśród czterech głównych przyczyn zapalenia opon mózgowych WHO jest infekcja wywołana przez Streptococcus pneumoniae.

Pomimo powszechnego stosowania szczepionek, bakteryjne zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych nadal wiąże się z wysoką śmiertelnością i konsekwencjami neurologicznymi, w tym utratą słuchu, ogniskowymi deficytami neurologicznymi i zaburzeniami funkcji poznawczych, które szacuje się na blisko połowę pacjentów, którzy przeżyli. Leczenie antybiotykami jest konieczne, ale wraz z rosnącym zagrożeniem antybiotykoopornością rośnie zapotrzebowanie na nowe strategie leczenia.

Teraz, w nowym badaniu przeprowadzonym na szczurach, naukowcy z Uniwersytetu Kopenhaskiego i Uniwersytetu w Lund byli w stanie wykorzystać własne komórki odpornościowe organizmu do terapii bakteryjnego zapalenia opon mózgowych.

„W modelu szczurzym zaobserwowaliśmy, że neutrofile tworzą strukturę podobną do sieci w błonie mózgowej, oponach mózgowych. Ta konkretna struktura sieciowa powoduje również obrzęk mózgu i zapobiega usuwaniu produktów przemiany materii. Odkryliśmy, że jeśli w pewnym sensie poluzujemy tę strukturę komórki odpornościowe nadal zabijają bakterie wywołujące zapalenie opon mózgowych, ale nie powodują obrzęku mózgu” – mówi dr hab. Chiara Pavan, główna autorka badania.

Naukowcy pokazują, że komórki odpornościowe tworzą sieć, która zatrzymuje bakterie, ale także blokuje ruch płynu mózgowo-rdzeniowego. Mózg jest stale oczyszczany przez płyn mózgowo-rdzeniowy, który dostaje się do tkanki wzdłuż naczyń krwionośnych i jest odpowiedzialny za usuwanie produktów przemiany materii wytwarzanych przez aktywne komórki mózgowe.

Ten system transportu płynów został nazwany przez Maiken Nedergaard systemem glimfatycznym, a jego funkcja okazała się kluczowa dla uniknięcia akumulacji blaszek białkowych, które gromadzą się u pacjentów z chorobą Alzheimera. Transport limfatyczny płynu mózgowo-rdzeniowego jest również ważny dla uniknięcia obrzęku mózgu w ostrych stanach, takich jak udar.

Obrzęk mózgu jest stanem zagrażającym życiu. Obrzęk uciska naczynia krwionośne, powodując utratę tkanki mózgowej, co jest najbardziej niebezpieczne, w momencie gdy obszary mózgu kontrolujące oddychanie przestają działać.

To, że obrzęk mózgu w zapaleniu opon mózgowych jest spowodowany blokadą układu limfatycznego, po raz pierwszy wykazano we współpracy między grupą Maiken Nedergaards z Uniwersytetu w Kopenhadze i Ibenem Lundgaardem z Uniwersytetu w Lund.

„Kiedy komórki odpornościowe dostają się do mózgu, fagocytują bakterie, ale robiąc to, wytwarzają również składniki zapalne, w tym wspomniane siatki powodujące obrzęk” – mówi Maiken Nedergaard, główny autor z Uniwersytetu Kopenhaskiego.

„Najważniejszym aspektem naszego badania jest to, że sugeruje ono, że zapalenie opon mózgowych można leczyć przez podanie enzymu, który degraduje sieci stworzone przez neutrofile. Enzymatyczne usuwanie sieci wyeliminowało często śmiertelne gromadzenie się płynu w mózgu u szczurów z bakteryjnym zapaleniem opon mózgowo-rdzeniowych. W razie potrzeby nową formę terapii można połączyć z antybiotykami” – mówi.

Naukowcy wysunęli teorię, że jeśli sieci zostaną rozpuszczone, pozostawiając tylko komórki odpornościowe bez sieci w oponach mózgowych, umożliwi to płynowi mózgowo-rdzeniowemu swobodne przepłynięcie przez mózg.

Sieciopodobne struktury składają się głównie z DNA, dlatego zespół badawczy zastosował leki służące do cięcia DNA, tzw. DNazę. Podali DNazę szczurom zarażonym bakterią pneumokoków, która powoduje bakteryjne zapalenie opon mózgowych.

„Podawaliśmy DNazę szczurom zakażonym bakterią i byliśmy w stanie wykazać, że siatki się rozpuściły. Leczenie zmniejszyło obrzęk mózgu i pomogło w usunięciu odpadów metabolicznych z zakażonego mózgu. W przeciwieństwie do tego, leczenie antybiotykami nie miało wpływu na obrzęk mózgu lub usuwanie odpadów” – mówi Maiken Nedergaard.

Opierając się na swoich wynikach, zespół badawczy ma nadzieję rozpocząć międzynarodowe badanie kliniczne w celu zbadania DNazy w leczeniu pacjentów z bakteryjnym zapaleniem opon mózgowo-rdzeniowych. Oporność na antybiotyki rośnie w alarmującym tempie, a lek, którego używają tutaj naukowcy, jest obiecującą alternatywą i został już zatwierdzony do stosowania u ludzi w innych chorobach neurologicznych.

„Chcielibyśmy również zbadać, w jaki sposób usuwanie produktów przemiany materii jest upośledzone w innych chorobach mózgu, takich jak stwardnienie rozsiane lub wirusowe zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych” – mówi Maiken Nedergaard.

Źródło: sciencedaily.com