Резюме: Исследователи изучили связь между грибком Candida albicans и болезнью Альцгеймера.
Они обнаружили, что C. albicans вырабатывает ферменты, разрушающие гематоэнцефалический барьер, что позволяет ему проникать в мозг и вырабатывать токсичные бета-амилоидоподобные пептиды, обычно связанные с болезнью Альцгеймера.
Эти пептиды активируют клетки микроглии головного мозга, чтобы снизить грибковую нагрузку, но не устраняют инфекцию.
Исследование предполагает, что бета-амилоидные агрегаты при болезни Альцгеймера могут вырабатываться как мозгом, так и C. albicans.
Ключевые факты:
- Гриб Candida albicans вырабатывает ферменты, которые разрушают гематоэнцефалический барьер и вырабатывают токсичные бета-амилоидоподобные пептиды.
- Эти пептиды активируют клетки микроглии головного мозга, помогая частично контролировать грибковую инфекцию.
- Агрегаты бета-амилоида, связанные с болезнью Альцгеймера, могут вырабатываться как мозгом, так и грибком C. albicans.
Источник: Медицинский колледж Бэйлора
Предыдущие исследования показали, что грибы вызывают хронические нейродегенеративные состояния, такие как болезнь Альцгеймера, но существует ограниченное понимание того, как эти обычные микробы могут быть вовлечены в развитие этих заболеваний.
Работая на животных моделях, исследователи из Медицинского колледжа Бейлора и сотрудничающих учреждений обнаружили, что грибок Candida albicans проникает в мозг, активирует два отдельных механизма в клетках мозга, которые способствуют его выведению, и, что важно для понимания развития болезни Альцгеймера, генерирует бета-амилоидоподобные пептиды, токсичные фрагменты белка-предшественника амилоида, которые, как считается, находятся в центре развития болезни Альцгеймера.
Исследование опубликовано в журнале Cell Reports.
“Наша лаборатория обладает многолетним опытом изучения грибов, поэтому мы приступили к изучению связи между C. albicans и болезнью Альцгеймера на животных моделях”, - сказал автор-корреспондент доктор Дэвид Корри, заведующий кафедрой патологии, финансируемой Фулбрайтом, и профессор патологии, иммунологии и медицины в Бейлоре. Он также является сотрудником Комплексного онкологического центра имени Дэна Л. Дункана в Бэйлоре.
“В 2019 году мы сообщили, что C. albicans действительно проникает в мозг, где вызывает изменения, очень похожие на то, что наблюдается при болезни Альцгеймера. Текущее исследование расширяет эту работу, чтобы понять молекулярные механизмы ”.
“Наш первый вопрос был: как C. albicans проникает в мозг? Мы обнаружили, что C. albicans продуцирует ферменты, называемые секретируемыми аспарагиновыми протеазами (Saps), которые разрушают гематоэнцефалический барьер, предоставляя грибку доступ к мозгу, где он наносит ущерб ”, - сказал первый автор доктор Ифань Ву, докторант-педиатр, работающий в лаборатории Corry.
Затем ученых спросили, как грибок эффективно выводится из мозга? Корри и его коллеги 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 мозга, называемых микроглией.
“Те же самые соки, которые гриб использует для разрушения гематоэнцефалического барьера, также расщепляют белок-предшественник амилоида на AB-подобные пептиды”, - сказал Ву. “Эти пептиды активируют клетки микроглии головного мозга через рецептор клеточной поверхности, называемый Toll-подобным рецептором 4, который удерживает нагрузку грибов в мозге на низком уровне, но не устраняет инфекцию”.
C. albicans также продуцирует белок под названием кандидализин, который также связывается с микроглией через другой рецептор, CD11b. “Опосредованная кандидализином активация микроглии необходима для выведения Candida из мозга”, - сказал Ву. “Если мы уберем этот путь, грибки больше не будут эффективно выводиться из мозга”.
“Эта работа потенциально вносит важный вклад в новую часть головоломки, касающуюся развития болезни Альцгеймера”, - сказал Корри.
“Нынешнее объяснение этого состояния заключается в том, что оно в основном является результатом накопления токсичных Ab-подобных пептидов в мозге, что приводит к нейродегенерации. Доминирующее мнение заключается в том, что эти пептиды вырабатываются эндогенно, наши собственные протеазы мозга расщепляют белки-предшественники амилоида, образуя токсичные Ab-пептиды. ”
Здесь исследователи показывают, что Ab-подобные пептиды также могут вырабатываться из другого источника – C. albicans. Этот распространенный грибок, который был обнаружен в мозге людей с болезнью Альцгеймера и другими хроническими нейродегенеративными расстройствами, имеет свой собственный набор протеаз, которые могут генерировать те же Ab-подобные пептиды, которые мозг может генерировать эндогенно.
“Мы предполагаем, что агрегаты Ab-пептидов мозга, которые характеризуют множественные нейродегенеративные состояния, связанные с Candida, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и другие, могут вырабатываться как самим мозгом, так и C. albicans”, - сказал Корри.
“Эти результаты на животных моделях поддерживают проведение дальнейших исследований для оценки роли C. albicans в развитии болезни Альцгеймера у людей, что потенциально может привести к разработке инновационных терапевтических стратегий”.
Автор: Александр Юртаев
Источник: Медицинский колледж Бэйлора
Оригинальное исследование: Открытый доступ.
“Toll-подобный рецептор 4 и CD11b, экспрессирующиеся в микроглии, координируют эрадикацию церебрального микоза Candida albicans” Дэвида Корри и соавт. Клеточные отчеты
