Болезнь "коровьего бешенства": новый виновник помимо прионов
Новое исследование Университета Альберты ставит под сомнение убеждение, что губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (BSE) вызывается только неправильно свернутыми белками. Это открывает новый взгляд на разрушительную вспышку в Великобритании 40 лет назад и дает новую надежду на профилактику.
Исследование, опубликованное в International Journal of Molecular Sciences, впервые показывает, что подобные прионные заболевания мозга могут запускаться без присутствия инфекционных прионов.
Вместо этого хроническое воспаление, вызванное мощным бактериальным эндотоксином — липополисахаридом (LPS), — было идентифицировано как фактор, способный самостоятельно вызывать повреждение мозга, напоминающее прионную болезнь.
"Это фундаментально бросает вызов преобладающей теории о том, что эти типы заболеваний мозга связаны только с прионами или подобными неправильно свернутыми белками", — говорит Бурим Аметай, ведущий автор исследования.
Исследование выявило более многогранный процесс нейродегенерации: воспаление сначала ослабляет защитные механизмы мозга, перегружая клетки. Затем белки начинают неправильно сворачиваться, а иммунная система чрезмерно реагирует, вызывая дополнительные повреждения.
"Все три процесса подпитывают друг друга, а это значит, что нам нужно воздействовать на воспаление и иммунное здоровье, а не только на неправильно свернутые белки".
Новый ключ к пониманию вспышки
Открытие предполагает, что эндотоксины в кормах животного происхождения, которые скармливали крупному рогатому скоту, могли способствовать кризису BSE в Великобритании.
Вспышки опустошили животноводческую отрасль в 1980-х и 1990-х годах, что привело к гибели более 160 человек, употреблявших зараженную говядину, и убою более четырех миллионов голов скота.
Исследование предоставило убедительные доказательства того, что один только LPS, введенный под кожу, вызвал симптомы губчатой энцефалопатии у 40% моделей мышей — "дырчатый" вид тканей, наблюдаемый при BSE. Когда LPS сочетали с лабораторно созданными неправильно свернутыми белками, этот показатель вырос до 50%.
В обоих сценариях это повреждение, подобное болезни Альцгеймера, происходило даже при отсутствии естественного инфекционного приона, ответственного за BSE.
Исследование также показало, что при наличии настоящего прионного заболевания, такого как BSE, воспаление, вызванное LPS, резко усугубляет повреждение мозга, приводя к 100% смертности в течение 200 дней после заражения.
Новые данные могут объяснить, почему в Англии и Уэльсе было гораздо больше случаев BSE, чем в Шотландии, из-за различий в процессах переработки на заводах по производству кормов для скота.
"Заводы в Англии и Уэльсе исключили критическое вещество — гексан — из производственного процесса, чтобы сократить расходы. Этот растворитель был необходим не только для экстракции жира, но и для растворения и удаления LPS из мясокостной муки.
В отличие от них, шотландские заводы сохранили этап с гексаном и, возможно, благодаря этому, имели заметно меньше случаев BSE — факт, давно известный, но никогда системно не объясненный".
Исследование измерило уровень LPS в мясокостной муке, кровяной муке и жире — кормах, связанных с BSE, — и подтвердило их высокий уровень загрязнения.
В сочетании с хроническим воздействием такого корма, предрасполагающими состояниями у молочных коров, вызванными диетами с высоким содержанием зерна сразу после отела, и повышенной проницаемостью кишечника ("дырявый кишечник"), это может вызывать системное воспаление и способствовать развитию нейродегенеративного заболевания.
"Это говорит о том, что исключение этапа с гексаном оставило загрязненный корм, который мог самостоятельно запускать нейродегенерацию, объясняя, почему эпидемия BSE следовала именно такой географической закономерности".
Последствия для болезней человека
Исследование может иметь серьезные последствия для производителей кормов и животноводов.
"Уроки вспышек BSE о правильных процессах переработки и безопасности кормов остаются актуальными и сегодня. Путь профилактики ясен: сохранять этапы обработки по удалению эндотоксинов и контролировать загрязнение. Любая промышленная система кормления, которая этого не контролирует, может создать условия для нейродегенерации".
Авторы также "осторожно оптимистичны" в отношении того, как эти выводы могут помочь предотвратить или лечить такие заболевания человека, как Альцгеймер и Паркинсон.
"Это открывает целый набор противовоспалительных лекарств. Бактериальные эндотоксины были обнаружены в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера, поэтому факторы, снижающие риск деменции — физические упражнения, противовоспалительные диеты, здоровье кишечника, метаболическое здоровье — могут работать отчасти за счет снижения нагрузки эндотоксинами.
Эти болезни сложны, но если воздействие эндотоксинов способствует даже 20–30% случаев, контроль над этим изменяемым фактором риска может избавить от страданий миллионы людей. Мы могли бы предотвращать некоторые нейродегенеративные заболевания так же, как предотвращаем болезни сердца, — управляя воспалительными факторами риска на протяжении всей жизни.
В области, где было мало надежды, это имеет значение".