Исследователи изучили связь между грибком Candida albicans и болезнью Альцгеймера.
Ученые обнаружили, что C. albicans вырабатывает ферменты, разрушающие гематоэнцефалический барьер, позволяя ему проникать в мозг и продуцировать токсичные бета-амилоидные пептиды, обычно связанные с болезнью Альцгеймера.
Эти пептиды активируют микроглиальные клетки головного мозга, чтобы снизить грибковую нагрузку, но не устраняют инфекцию. Исследование предполагает, что агрегаты бета-амилоида при болезни Альцгеймера могут вырабатываться как мозгом, так и C. albicans. Исследование опубликовано в журнале Cell Reports.
Candida albicans и болезнь Альцгеймера
Предыдущие исследования показали причастность грибов к хроническим нейродегенеративным состояниям, таким как болезнь Альцгеймера, но понимание того, как эти распространенные микроорганизмы могут участвовать в развитии этих состояний, ограничено.
Работая с моделями животных, исследователи из Медицинского колледжа Бэйлора (Baylor College of Medicine) и сотрудничающих учреждений обнаружили, как гриб Candida albicans попадает в мозг, активирует два отдельных механизма в клетках головного мозга, которые способствуют его выведению, и, что важно для понимания развития болезни Альцгеймера, генерирует бета-амилоид. (Ab)-подобные пептиды, токсичные белковые фрагменты белка-предшественника амилоида, считаются центром развития болезни Альцгеймера.
«Наша лаборатория имеет многолетний опыт изучения грибов, поэтому мы приступили к изучению связи между C. albicans и болезнью Альцгеймера на животных моделях», — комментирует автор исследования Дэвид Корри (David Corry).
«В 2019 году мы сообщили, что C. albicans действительно попадает в мозг, где вызывает изменения, очень похожие на те, которые наблюдаются при болезни Альцгеймера. Текущее исследование расширяет эту работу, чтобы понять молекулярные механизмы».
«Наш первый вопрос заключался в том, как C. albicans попадает в мозг? Мы обнаружили, что C. albicans вырабатывает ферменты, называемые секретируемыми аспарагиновыми протеазами (Saps), которые разрушают гематоэнцефалический барьер, предоставляя грибку доступ к мозгу, где он вызывает повреждение», — добавляет автор исследования Ифань Ву (Yifan Wu).
Далее исследователи задали вопрос, как грибок эффективно выводится из мозга? Корри с соавторами ранее показали, что инфекция головного мозга, вызванная C. albicans, полностью проходит у здоровых мышей через 10 дней. В этом исследовании они сообщили, что это произошло благодаря двум механизмам, запускаемым грибком в клетках головного мозга, называемых микроглией.
«Те же самые соки, которые гриб использует для разрушения гематоэнцефалического барьера, также расщепляют белок-предшественник амилоида на AB-подобные пептиды», — утверждает Ву. «Эти пептиды активируют микроглиальные клетки головного мозга через рецептор клеточной поверхности, называемый Toll-подобным рецептором 4, который поддерживает низкую грибковую нагрузку в мозге, но не уничтожает инфекцию».
C. albicans также производит белок под названием кандидализин, который также связывается с микроглией через другой рецептор, CD11b.
«Опосредованная кандидализином активация микроглии необходима для выведения Candida из головного мозга», — считает Ву. «Если мы уберем этот путь, грибки больше не будут эффективно очищаться от мозга».
«Эта работа потенциально может внести важный вклад в новую часть головоломки, касающуюся развития болезни Альцгеймера», — добавляет Корри. «В настоящее время это состояние объясняется тем, что оно в основном является результатом накопления токсичных Ab-подобных пептидов в мозге, что приводит к нейродегенерации. Доминирующее мнение состоит в том, что эти пептиды производятся эндогенно, наши собственные протеазы мозга расщепляют белки-предшественники амилоида, образуя токсичные пептиды антител».
Здесь исследователи показывают, что Ab-подобные пептиды также могут быть получены из другого источника – C. albicans. Этот распространенный гриб, который был обнаружен в мозгу людей с болезнью Альцгеймера и другими хроническими нейродегенеративными заболеваниями, имеет свой собственный набор протеаз, которые могут генерировать те же Ab-подобные пептиды, которые мозг может генерировать эндогенно.
«Мы предполагаем, что агрегаты AB-пептидов головного мозга, которые характеризуют множественные нейродегенеративные состояния, связанные с Candida, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и другие, могут генерироваться как собственными силами мозга, так и C. albicans», — заключил Корри.
«Эти результаты на животных моделях подтверждают необходимость проведения дальнейших исследований по оценке роли C. albicans в развитии болезни Альцгеймера у людей, что потенциально может привести к разработке инновационных терапевтических стратегий».
Авторы другого исследования утверждают, что грибы, продуцирующие токсины в кишечнике, вызывают воспалительные заболевания кишечника