แบคทีเรียบุกรุกสมองได้อย่างไร

การวิจัยที่ดำเนินการในหนูและเผยแพร่เมื่อวันที่ 1 มีนาคมในวารสาร Natureแสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียใช้ประโยชน์จากเซลล์ประสาทในเยื่อหุ้มสมองเพื่อระงับการตอบสนองของภูมิคุ้มกันและปล่อยให้เชื้อแพร่กระจายเข้าสู่สมอง Isaac Chiu ผู้เขียนอาวุโสด้านการศึกษา รองศาสตราจารย์ด้านภูมิคุ้มกันวิทยา กล่าวว่า "เราได้ระบุแกนของภูมิคุ้มกันต่อระบบประสาทที่ขอบป้องกันของสมองซึ่งถูกแย่งชิงโดยแบคทีเรียเพื่อทำให้เกิดการติดเชื้อ ซึ่งเป็นวิธีการที่ชาญฉลาดที่ช่วยให้แบคทีเรียอยู่รอดและนำไปสู่โรคที่แพร่หลาย" ในสถาบัน Blavatnik ที่ HMS การศึกษาระบุผู้เล่นหลักสองคนในห่วงโซ่โมเลกุลของเหตุการณ์ที่นำไปสู่การติดเชื้อ สารเคมีที่ปล่อยออกมาจากเซลล์ประสาทและตัวรับเซลล์ภูมิคุ้มกันที่ถูกขัดขวางโดยสารเคมี การศึกษาทดลองแสดงให้เห็นว่าการปิดกั้นอย่างใดอย่างหนึ่งสามารถขัดขวางน้ำตกและขัดขวางการบุกรุกของแบคทีเรีย หากทำซ้ำผ่านการวิจัยเพิ่มเติม การค้นพบใหม่อาจนำไปสู่การบำบัดที่จำเป็นมากสำหรับสภาวะที่ยากต่อการรักษานี้ ซึ่งมักจะทิ้งผู้ที่รอดชีวิตด้วยความเสียหายทางระบบประสาทอย่างรุนแรง การรักษาดังกล่าวจะกำหนดเป้าหมายไปยังขั้นตอนเริ่มต้นที่สำคัญของการติดเชื้อก่อนที่แบคทีเรียจะแพร่กระจายลึกเข้าไปในสมอง Felipe Pinho-Ribeiro อดีตนักวิจัยหลังปริญญาเอกในห้องปฏิบัติการ Chiu กล่าวว่า "เยื่อหุ้มสมองเป็นเกราะป้องกันเนื้อเยื่อขั้นสุดท้ายก่อนที่เชื้อโรคจะเข้าสู่สมอง ดังนั้นเราจึงต้องมุ่งเน้นความพยายามในการรักษาของเรากับสิ่งที่เกิดขึ้นที่เนื้อเยื่อชายแดนนี้" ปัจจุบันเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์ โรคดื้อรั้นที่ต้องการการรักษาใหม่ ในแต่ละปีมีผู้ป่วยโรคเยื่อหุ้มสมอง อักเสบจากแบคทีเรียมากกว่า 1.2 ล้านรายทั่วโลกในแต่ละปี ตามข้อมูลของศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคแห่งสหรัฐอเมริกา หากไม่ได้รับการรักษา ผู้ป่วย 7 ใน 10 คนที่ติดเชื้อจะเสียชีวิต การรักษาสามารถลดอัตราการเสียชีวิตลงได้ถึง 3 ใน 10 อย่างไรก็ตาม ในบรรดาผู้ที่รอดชีวิต 1 ใน 5 ประสบผลร้ายแรง รวมถึงการสูญเสียการได้ยินหรือการมองเห็น อาการชัก ปวดศีรษะเรื้อรัง และปัญหาทางระบบประสาทอื่นๆ การรักษาในปัจจุบัน - ยาปฏิชีวนะที่ฆ่าแบคทีเรียและสเตียรอยด์ที่ควบคุมการอักเสบที่เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อ - ไม่สามารถปัดป้องผลที่เลวร้ายที่สุดของโรคได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากการรักษาเริ่มต้นช้าเนื่องจากความล่าช้าในการวินิจฉัย สเตียรอยด์ที่ลดการอักเสบมีแนวโน้มที่จะกดภูมิคุ้มกัน ทำให้การป้องกันอ่อนแอลงและกระตุ้นให้เชื้อแพร่กระจาย ดังนั้น แพทย์จึงต้องรักษาสมดุลที่ล่อแหลม: พวกเขาต้องควบคุมการอักเสบที่ทำลายสมองด้วยสเตียรอยด์ ในขณะเดียวกันก็ต้องมั่นใจว่ายากดภูมิคุ้มกันเหล่านี้จะไม่ทำลายการป้องกันของร่างกายอีกต่อไป ความจำเป็นในการรักษาใหม่นั้นเพิ่มขึ้นเนื่องจากการขาดวัคซีนเยื่อหุ้มสมองอักเสบสากล แบคทีเรียหลายชนิดสามารถทำให้เกิดเยื่อหุ้ม สมอง อักเสบได้ และการออกแบบวัคซีนสำหรับเชื้อโรคที่เป็นไปได้ทั้งหมดนั้นไม่สามารถทำได้ วัคซีนปัจจุบันได้รับการคิดค้นขึ้นเพื่อป้องกันแบคทีเรียทั่วไปบางชนิดเท่านั้นที่ทราบกันดีว่าทำให้เกิดเยื่อหุ้มสมองอักเสบ แนะนำให้ฉีดวัคซีนเฉพาะกับประชากรบางกลุ่มที่มีความเสี่ยงสูงต่อเยื่อหุ้มสมองอักเสบจากแบคทีเรีย นอกจากนี้ การป้องกันวัคซีนจะลดลงหลังจากผ่านไปหลายปี Chiu และเพื่อนร่วมงานรู้สึกทึ่งกับการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างแบคทีเรียกับระบบประสาทและภูมิคุ้มกันมานานแล้ว และการที่ครอสทอล์คระหว่างเซลล์ประสาทและเซลล์ภูมิคุ้มกันอาจทำให้เกิดการตกตะกอนหรือปัดเป่าโรคได้ การวิจัยก่อนหน้านี้ที่นำโดย Chiu แสดงให้เห็นว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ประสาทและเซลล์ภูมิคุ้มกันมีบทบาทในโรคปอดบวมบางประเภทและในการติดเชื้อแบคทีเรียที่ทำลายเนื้อ คราวนี้ Chiu และ Pinho-Ribeiro หันมาให้ความสนใจกับโรคเยื่อหุ้มสมองอักเสบ ซึ่งเป็นอีกอาการหนึ่งที่พวกเขาสงสัยว่าความสัมพันธ์ระหว่างระบบประสาทและระบบภูมิคุ้มกันมีบทบาทสำคัญ เยื่อหุ้มสมองเป็นเยื่อหุ้มสามชั้นที่ซ้อนทับกัน ห่อหุ้มสมองและไขสันหลังเพื่อป้องกันระบบประสาทส่วนกลางจากการบาดเจ็บ ความเสียหาย และการติดเชื้อ ชั้นนอกสุดของทั้งสามชั้น เรียกว่า ดูราเมเทอร์ ประกอบด้วยเซลล์ประสาทความเจ็บปวดที่ตรวจจับสัญญาณ สัญญาณดังกล่าวอาจมาในรูปแบบของแรงกดเชิงกล - แรงทื่อจากการกระแทกหรือสารพิษที่เข้าสู่ระบบประสาทส่วนกลางผ่านทางกระแสเลือด นักวิจัยมุ่งความสนใจไปที่ชั้นนอกสุดนี้อย่างแม่นยำซึ่งเป็นที่ตั้งของปฏิสัมพันธ์เริ่มต้นระหว่างแบคทีเรียและเนื้อเยื่อชายแดนที่ป้องกัน การวิจัยเมื่อเร็วๆ นี้เปิดเผยว่า เยื่อดูรายังมีเซลล์ภูมิคุ้มกันจำนวนมาก และเซลล์ภูมิคุ้มกันและเซลล์ประสาทก็อยู่ใกล้กัน ซึ่งเป็นเงื่อนงำที่ดึงดูดความสนใจของ Chiu และ Pinho-Ribeiro “เมื่อพูดถึงโรคเยื่อหุ้มสมองอักเสบ งานวิจัยส่วนใหญ่จนถึงตอนนี้มุ่งเน้นไปที่การวิเคราะห์การตอบสนองของสมอง แต่การตอบสนองในเยื่อหุ้มสมอง ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อกั้นที่เริ่มต้นของการติดเชื้อ ยังไม่ได้ศึกษา” ริเบโรกล่าว เกิดอะไรขึ้นในเยื่อหุ้มสมองเมื่อแบคทีเรียบุกรุก? พวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับเซลล์ภูมิคุ้มกันที่อาศัยอยู่ที่นั่นอย่างไร? คำถามเหล่านี้ยังไม่เข้าใจนัก นักวิจัยกล่าว แบคทีเรียทำลายชั้นป้องกันของสมองได้อย่างไร ในการศึกษาครั้งนี้ นักวิจัยมุ่งเน้นไปที่เชื้อโรค 2 ชนิด ได้แก่Streptococcus pneumoniaeและStreptococcus agalactiaeซึ่งเป็นสาเหตุของเยื่อหุ้มสมองอักเสบจากแบคทีเรียในมนุษย์ ในการทดลองชุดหนึ่ง ทีมงานพบว่าเมื่อแบคทีเรียไปถึงเยื่อหุ้มสมอง เชื้อโรคจะกระตุ้นเหตุการณ์ต่อเนื่องที่นำไปสู่การติดเชื้อที่แพร่กระจาย ประการแรก นักวิจัยพบว่าแบคทีเรียปล่อยสารพิษที่กระตุ้นเซลล์ประสาทความเจ็บปวดในเยื่อหุ้มสมอง นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าการกระตุ้นเซลล์ประสาทความเจ็บปวดจากสารพิษจากแบคทีเรียสามารถอธิบายอาการปวดศีรษะที่รุนแรงและรุนแรงซึ่งเป็นจุดเด่นของเยื่อหุ้มสมองอักเสบ ถัดไป เซลล์ประสาทที่ถูกกระตุ้นจะปล่อยสารเคมีส่งสัญญาณที่เรียกว่า CGRP CGRP จับกับตัวรับเซลล์ภูมิคุ้มกันที่เรียกว่า RAMP1 RAMP1 มีมากเป็นพิเศษบนพื้นผิวของเซลล์ภูมิคุ้มกันที่เรียกว่าแมคโครฟาจ