Нейробиология и когнитивистика
23 апреля 2025
Грибковая инфекция «взламывает» иммунную систему, вызывая дегенерацию клеток головного мозга
Феномен негативного влияния грибов-паразитов на нервную систему своих хозяев известен биологической науке давно.
Так, широко известен грибок кордицепс, которые выделяет специальные вещества и влияет на нервную систему муравья. Из-за этого насекомые перестают работать и начинают сидеть на листьях: чем выше заползёт муравей, тем лучше для грибка, поскольку это помогает распространить как можно больше спор.
На этот раз внимание британских учёных привлек один из самых распространенных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana, который проникает в организм многих видов насекомых через пищеварительную систему или кутикулу.
В научной работе исследователей из Университета Бирмингема показано, что грибок ухудшает способность плодовой мушки к передвижению и вызывает нейродегенерацию, что в конечном итоге
приводит к гибели хозяина и способствует размножению грибка.
Внимание британских биологов грибок привлёк именно своей способностью вызывать нейродегенерацию. А если говорить более точно, то способностью запускать своеобразную иммунную реакцию в организме плодовых мушек (Drosophila melanogaster), что делает его удобной моделью для изучения патологического процесса протекающего по схеме «паразит — иммунная система — нейродегенерация».
Биологи из Бирмингема в своей научной статье высказывают предположение, что у человека нейродегенерация при грибковых инфекциях может протекать аналогично тому, как она протекает у плодовой мушки дрозофиллы.
В научной статье учёных, опубликованной в научном журнале PLOS Biology, говорится, что грибок под названием Beauveria bassiana смог заставить иммунную систему мушки запустить процесс, который убивает нейроны и глиальные клетки в мозге.
В экспериментах, проведенных группой ученых из Бирмингемского университета, плодовые мушки подвергались воздействию B. bassiana в специальных камерах. Через три дня после инфицирования грибок преодолел гематоэнцефалический барьер и проник в центральную нервную систему.
Проводившие исследование ученые обнаружили, что грибок способен обманывать агенты иммунной системы мушки, называемые рецепторами Toll, сообщается в научно-популярной публикации на сайте Университета Бирмингема.
Исследователи выяснили: рецептор Toll-1 вызывал высвобождение специальных пептидных молекул, которые способны уничтожать патогенный агент. Однако одновременно грибок Beauveria bassiana вызывал другую реакцию: он провоцировал рецептор Toll-1 ( обеспечивающий функционирование врожденного иммунитета) на активацию белка SARM, который подавляет иммунную защиту и вызывает дегенерацию нейронов и глиальных клеток мозга насекомого. Говоря по другому, грибок эволюционировал таким образом что стал способен «взломать» иммунную систему дрозофиллы и заставить ее уничтожать клетки собственного мозга.
Профессор нейрогенетики Алисия Идальго, старший автор исследования, сообщила пресс-службе университета:
«Мы показали как эволюционировал грибок, чтобы обманывать иммунную систему и поражать мозг. Грибок обнаруживается рецептором, который выполняет обычный процесс, чтобы запустить реакцию врожденного иммунитета, но это также может запустить путь уклонения от иммунитета, который вызывает гибель клеток в мозге хозяина».
«Ключевым антагонистом в иммунном процессе является SARM, так называемый мастер разрушения, который вызывает гибель клеток в мозге. Способность B. bassiana обманывать иммунную систему плодовой мушки и активировать мастера разрушения SARM
и убивать клетки, позволяет спорам преодолевать гематоэнцефалический барьер и начинать питаться клетками мозга», - пояснила Алисия Идальго.
Биолог Дипаншу Сингх, PhD, который участвовал в исследовании в рамках работы над своей докторской диссертацией в Университете Бирмингема (в настоящее время является научным сотрудником в Университете Манчестера), сказал:
«С эволюционной точки зрения, эти результаты свидетельствуют о продолжающейся гонке вооружений между хозяевами и патогенами, в которой хозяева усиливают свои иммунные механизмы, в то время как патогены развивают новые стратегии уклонения от иммунитета».
Известно что данный грибок B. bassiana не может влиять на человека. Однако, по мнению Дипаншу Сингха, «другие грибковые инфекции могут влиять на мозг человека аналогичным образом».
В своей научной статье Алисия Идальго, Дипаншу Синх и их соавторы напоминают о том, что грибы способны вызывать у людей нейровоспаление. Они выдвигают гипотезу, что аналогичная активация белка SARM при грибковых инфекциях может лежать в основе психических расстройств и нейродегенеративных заболеваний у людей.
По мнению учёных, дальнейшие исследования в этом направлении
могут помочь лучше понять механизмы негативного влияния грибковых патогенов на нервную систему человека.
Следует отметить что на днях Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) сообщила о критических недостатках диагностики и лечения грибковых инфекций. На сайте указанной международной организации подчеркивается критическая недостаточность имеющихся диагностических систем и противогрибковых препаратов, что указывает на необходимость новых разработок в этих направлениях.
Грибковые инфекции, как показано в публикации ВОЗ, представляют собой нарастающую угрозу здравоохранению, которая особенно сильно затрагивает тяжело больных пациентов и людей с ослабленным иммунитетом.
Источники:
1. Научная статья британских биологов:
Toll-1-dependent immune evasion induced by fungal infection leads to cell loss in the Drosophila brain
doi 10.1371/ journal. pbio. 3003020
2. Публикация на сайте Университета Бирмингема:
Fungus ‘hacks’ natural immune system causing neurodegeneration in fruit flies.
3. Публикация (на русском языке) на сайте ВОЗ:
Вышли в свет первые доклады ВОЗ по вопросам диагностики и лечения грибковых инфекций
Иллюстрация. Показан пучок аксонов, соединяющих нейроны в разных полушариях головного мозга плодовой мушки.
Нейронауки – это междисциплинарная область знаний, занимающаяся изучением нервной системы, и практическим применением знаний, полученных учёными-нейробиологами.
Мы постараемся рассказывать про самые разные аспекты нейронаук: от вычислительной нейробиологии, нейромаркетинга и исследований когнитивных искажений – до исследований лекарств, оказывающих влияние на нервную систему, и нейроинженерии (включая разработки внутримозговых имплантов и экзоскелетов, реабилитирующих парализованных людей).
