ویروس هرپس و آلزایمر: آیا ارتباطی بین ویروس هرپس و آلزایمر وجود دارد؟

مدت‌هاست که عوامل ژنتیکی، سبک زندگی و آسیب‌های مکرر به سر با افزایش خطر ابتلا به بیماری آلزایمر (AD)^[1] مرتبط دانسته شده‌اند. علاوه بر این، فرضیاتی مطرح می‌شود که ویروس‌هایی مانند ویروس هرپس سیمپلکس نوع ۱ (HSV-1)^[2] نیز می‌توانند در آلزایمر نقش داشته باشند که توجهات زیادی را به خود جلب کرده‌اند. در ادامه قصد داریم به بررسی ارتباط ویروس هرپس و آلزایمر بپردازیم. پس با ما همراه باشید.

مطالعه جدید و شروع تحقیقات در مورد ارتباط ویروس هرپس و آلزایمر

در یک مطالعه جدید که در مجله Science Signaling منتشر شده است، محققان دانشگاه توفتس و دانشگاه آکسفورد با استفاده از اندامک‌های مغزی انسان نشان داده‌اند که آسیب‌های سر می‌توانند ویروس هرپس سیمپلکس نوع ۱ (HSV-1) را در مغز افرادی که یک واریانت ژنتیکی شایع دارند، دوباره فعال کنند. به این ترتیب باعث بروز ویژگی‌های پاتولوژیک بیماری آلزایمر (AD) شوند. این یافته‌ها از شواهد فزاینده‌ای پشتیبانی می‌کنند که نشان می‌دهند ویروس‌ها ممکن است حساسیت به بیماری آلزایمر را افزایش داده یا در پیشرفت آن نقش داشته باشند و اهمیت بالقوه ارتباط ویروس هرپس و آلزایمر در فرآیندهای عصبی را برجسته می‌کنند

ویروس هرپس

ویروس هرپس سیمپلکس نوع ۱ (HSV-1) در جمعیت بسیار شایع است و حدود ۸۰ درصد از افراد تا سن ۶۰ سالگی به آن مبتلا می‌شوند. این ویروس می‌تواند برای سال‌ها به صورت نهفته در بدن باقی بماند و تصور می‌شود که در افراد مسن با ضعف تدریجی سیستم ایمنی به مغز منتقل شود. روث ایتزهاکی، بیوفیزیکدان از دانشگاه آکسفورد یکی از پیشگامان نظریه ارتباط بین HSV-1 و بیماری آلزایمر  بود. با این حال، برای دهه‌ها، تحقیقات او با دشمنی مواجه شد و عمدتاً نادیده گرفته شد.

ارتباط بین ویروس هرپس و آلزایمر

دانا کارنز، زیست‌شناس سلول‌های بنیادی در آزمایشگاه دیوید کاپلان در دانشگاه توفتس و یکی از نویسندگان همکار این مطالعه، به همراه روث ایتزهاکی برای بررسی ارتباط ویروس هرپس و آلزایمر  از زاویه‌ای جدید همکاری کردند. تیم تحقیقاتی فرضیه‌ای مطرح کرد که التهاب ناشی از آسیب‌های سر ممکن است باعث فعال شدن دوباره ویروس‌های نهفته شود و این امر ممکن است به بروز بیماری آلزایمر کمک کند. برای آزمایش این نظریه، آن‌ها از اندامک‌های مغزی استفاده کردند: کشت‌های سه‌بعدی که شبیه مغزهای مینیاتوری هستند. کارنز اظهار داشت اندامک‌های مغزی واقعاً قابلیت استفاده در تکنیک‌های مختلف تحلیلی را دارند و چون ساختاری شبیه به اسکلت دارند، از این نظر که می‌توان انواع مختلف دستکاری‌ها و آسیب‌ها را به آن‌ها وارد کرد، بسیار مقاوم هستند.

شیوه انجام تحقیق و مدل‌سازی ارتباط ویروس هرپس و آلزایمر

پروژه بررسی ارتباط ارتباط ویروس هرپس و آلزایمر به صورت زیر انجام شد.

کارنز و همکارانش اندامک‌های مغزی را با استفاده از سلول‌های بنیادی عصبی القا شده از انسان‌هایی که یک نسخه از واریانت E4 ژن آپولیپوپروتئین(APOE4)^[3] ایجاد کردند. این واریانت، شایع‌ترین عامل خطر شناخته‌شده برای بیماری آلزایمر است. پس از آلوده کردن اندامک‌ها به ویروس HSV-1، آن‌ها با استفاده از داروهای ضدویروسی برای جلوگیری از تکثیر، شرایط نهفتگی را ایجاد کردند.

پس از اینکه اندامک‌ها به بلوغ رسیدند، آن‌ها را در جمجمه‌های کوچک مصنوعی قرار دادند که با کمک مهندسان مکانیک ساخته شده بود. به گفته کارنز، ابتدا مایع‌هایی اضافه می‌شوند تا مایع مغزی-نخاعی شبیه سازی شود. سپس یک درپوش قرار داده می‌شود تا این سیستم به‌طور کامل مانند یک جمجمه اطراف مغز جا بیفتد.

تیم تحقیقاتی برای شبیه‌سازی آسیب‌های واقعی سر، نیاز داشتند که مغزهای کوچک را به طور مصنوعی تکان دهند. با استفاده از پیستون کوچکی، کارنز و همکارانش ضربات دقیقی به جمجمه‌ها وارد کردند که باعث جابجایی مغزها شد. پس از آن، با استفاده از رنگ‌آمیزی ایمنی (ایمونواستینینگ)^[۴]، مغزهای آسیب‌دیده را برای جست‌وجوی تغییرات مورفولوژیکی مرتبط با بیماری آلزایمر و نورودژنراسیون، از جمله تجمع پلاک‌های β-آمیلوئید بررسی کردند.

نتایج تحقیقات

نتایج تحقیق در مورد ارتباط ویروس هرپس و آلزایمر از آنچه که کارنز انتظار داشت، چشمگیرتر بود.

گروه کنترل‌های شبیه‌سازی‌شده که به ویروس آلوده نشده بودند، هیچ تغییر مورفولوژیکی قابل توجهی فراتر از التهاب مرتبط با آسیب نشان ندادند. اما اندامک‌های مغزی که به ویروس HSV-1 نهفته آلوده بودند و در معرض ضربه‌های مکرر قرار گرفتند، ویژگی‌های برجسته مرتبط با بیماری آلزایمر، مانند پلاک‌های β-آمیلوئید، را نمایش دادند.

 تحلیل PCR کمی نشان داد که سطح نسخه‌های ویروس HSV-1 افزایش یافته است، که تأییدی بر فعال شدن ویروس نهفته بود. به گفته محققین، وقتی به این اندامک‌های مغزی که به طور نهفته آلوده شده و سپس آسیب دیده بودند نگاه کردیم، پلاک‌های عظیمی داشتند که واقعاً جالب بود.

محققین در این مطالعه، به مغز آسیب رساندند و آثار آن را مشاهده کردند و تمام کنترل‌های مناسب را در نظر گرفتند. یافته‌ها در این مدل واقعاً قانع‌کننده هستند.

یافته‌های مطالعه

کارنز و تیم او دریافتند که فعال شدن مجدد ویروس HSV-1 با افزایش سیتوکین پیش‌التهابی اینترلوکین-۱β (IL-1β) در اندامک‌های آسیب‌دیده مرتبط است، که باعث شد آن‌ها به این فکر بیفتند که آیا مسدود کردن تولید IL-1β می‌تواند از تشکیل ویژگی‌های بیماری آلزایمر جلوگیری کند. با خراشیدن سطح کشت‌های دو بعدی با سوزن و درمان آن‌ها با آنتی‌بادی که تولید IL-1β را مسدود می‌کند، آن‌ها توانستند تولید β-آمیلوئید را به طور قابل توجهی کاهش دهند.

کاربردهای یافته‌های این مطالعه

اما آیا تحقیق در مورد ارتباط ویروس هرپس و آلزایمر کاربردی دارد؟

کارنز می‌گوید این نتایج در نهایت می‌تواند به توسعه اقدامات پیشگیرانه برای ورزشکاران حرفه‌ای که از سنین پایین دچار ضربه‌های مکرر به سر و ضربه مغزی می‌شوند، کمک کند. این همان موضوعی است که محققین قصد دارند در آزمایشات آینده بررسی کنند.

او اظهار داشت استاندارد درمان برای ضربه مغزی در حال حاضر فقط استراحت و شاید مسکن‌های گاه‌به‌گاه است. به نظر ما منطقی است که درمان ضدویروسی را به عنوان یک اقدام پیشگیرانه برای جلوگیری از نورودژنراسیون در آینده در نظر بگیریم. با این حال، مارکینز اشاره کرد که تحقیقات بیشتری لازم است تا نتایج به پیشگیری از بیماری آلزایمر تبدیل شوند. باید به یاد داشته باشید که [این مدل] مغز در یک ظرف است. این مغز انسان نیست… اما این یک قدم خوب در جهت بررسی این است که آیا این روش می‌تواند تفاوتی ایجاد کند یا نه.

سخن پایانی

ویروس (HSV-1) به عنوان یکی از عوامل شایع در جمعیت، سال‌ها در حالت نهفته در بدن باقی می‌ماند و به ویژه در افراد مسن که سیستم ایمنی آن‌ها ضعیف‌تر می‌شود، ممکن است به مغز منتقل شود. همچنین، آسیب‌های سر و سردردهای مزمن، به ویژه ضربه‌های مغزی مکرر، می‌توانند عاملی برای فعال‌سازی ویروس‌های نهفته مانند HSV-1 باشند. این امر ممکن است به تسریع فرایندهای نورودژنراتیو و افزایش خطر ابتلا به بیماری آلزایمر منجر شود. تحقیقات در این زمینه نشان می‌دهند که التهاب ناشی از آسیب‌های سر می‌تواند باعث فعال شدن ویروس‌های نهفته و ایجاد تغییرات مورفولوژیکی مشابه بیماری آلزایمر شود.

این یافته‌ها به اهمیت تحقیق بیشتر در زمینه درمان‌های ضدویروسی به عنوان یک راهکار پیشگیرانه برای کاهش خطر ابتلا به آلزایمر در افرادی که در معرض آسیب‌های مغزی هستند، اشاره دارند. در حالی که مدل‌های آزمایشگاهی اولیه نتایج امیدوارکننده‌ای نشان داده‌اند، تحقیقات بیشتری برای تایید ارتباط ویروس هرپس و آلزایمر نیاز است

واژه نامه