به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، یک مطالعه جدید که توسط محققان دانشکده پزشکی هاروارد انجام شد، جزئیات آبشار گام به گام را شرح می‌دهد که به باکتری‌ها اجازه می‌دهد از لایه‌های محافظ مغز و مننژ عبور کنند و باعث عفونت مغز یا مننژیت، یک بیماری بسیار کشنده شوند. این تحقیق که روی موش‌ها انجام شد نشان داد که باکتری‌ها از سلول‌های عصبی در مننژها برای سرکوب پاسخ ایمنی و انتشار عفونت به مغز سوء استفاده می‌کنند. به گقته نویسنده ارشد این مطالعه، آن‌ها یک محور عصبی در مرزهای محافظ مغز شناسایی کرده‌اند که توسط باکتری‌ها ربوده شده و باعث عفونت می‌شود. این مطالعه دو بازیگر اصلی را در این زنجیره مولکولی از رویدادهایی که منجر به عفونت می‌شود شناسایی می‌کند.  یک ماده شیمیایی آزاد شده توسط سلول‌های عصبی و یک گیرنده سلول ایمنی مسدود شده توسط این ماده شیمیایی. آزمایش‌های مطالعه نشان داد که مسدود کردن هر یک می‌تواند آبشار را قطع کرده و تهاجم باکتری‌ها را خنثی کند. اگر از طریق تحقیقات بیشتر تکرار شود، یافته‌های جدید می‌تواند منجر به درمان‌های بسیار مورد نیاز برای این بیماری سخت شود که اغلب کسانی را که زنده می‌مانند با آسیب‌های عصبی جدی مواجه می‌شود. چنین درمان‌هایی مراحل اولیه مهم عفونت را قبل از اینکه باکتری‌ها به عمق مغز گسترش یابند، هدف قرار می‌دهند. مننژها سد نهایی بافتی قبل از ورود پاتوژن‌ها به مغز هستند، بنابراین  باید تلاش‌های درمانی را بر روی آنچه در این بافت مرزی اتفاق می افتد متمرکز کرد.

یک بیماری سرکش که نیاز به درمان‌های جدید دارد

بر اساس گزارش مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری‌های ایالات متحده، سالانه بیش از 1.2 میلیون مورد مننژیت باکتریایی در جهان رخ می‌دهد. بدون درمان، از هر 10 نفری که به آن مبتلا می‌شوند، هفت نفر را می‌کشد. درمان می‌تواند مرگ و میر را به سه نفر از هر 10 نفر کاهش دهد. با این حال، در بین کسانی که زنده می‌مانند، از هر 5 نفر، یک نفر عواقب جدی، از جمله از دست دادن شنوایی یا بینایی، تشنج، سردرد مزمن، و سایر مشکلات عصبی را تجربه می‌کند. درمان‌های کنونی آنتی‌بیوتیک‌هایی که باکتری‌ها را از بین می‌برند و استروئیدهایی که التهاب مرتبط با عفونت را مهار می‌کنند، نمی‌توانند بدترین عواقب بیماری را از بین ببرند، به‌ویژه اگر درمان دیر شروع شود و علت آن تأخیر در تشخیص باشد. استروئیدهای کاهنده التهاب تمایل به سرکوب ایمنی، تضعیف بیشتر محافظت و تحریک گسترش عفونت دارند. بنابراین، پزشکان باید تعادل نامطمئنی برقرار کنند. بسیاری از انواع باکتری‌ها می‌توانند باعث مننژیت شوند و طراحی واکسن برای همه پاتوژن‌های ممکن غیرعملی است. واکسن‌های کنونی برای محافظت در برابر برخی از باکتری‌های رایج‌تر که عامل مننژیت هستند، فرموله شده‌اند. هنگامی‌که گیرنده‌های درد توسط باکتری‌ها فعال می‌شوند، ماده شیمیایی آزاد می‌کنند که عملکرد طبیعی محافظتی سلول‌های ایمنی به نام ماکروفاژها را از کار می‌اندازد و دفاع مغز را ضعیف می‌کند. تحقیقات قبلی محققان نشان داده که تعامل بین نورون‌ها و سلول‌های ایمنی در انواع خاصی از ذات الریه و در عفونت‌های باکتریایی تخریب کننده گوشت نقش دارد. مننژها سه غشا دارند که روی هم قرار گرفته اند و مغز و نخاع را می پوشانند تا از سیستم عصبی مرکزی در برابر آسیب، آسیب و عفونت محافظت کنند. بیرونی‌ترین لایه از این سه لایه حاوی نورون‌های درد است که سیگنال‌ها را تشخیص می‌دهند. چنین سیگنال‌هایی می‌توانند به شکل فشار مکانیکی باشند.  نیروی بی‌حرکتی ناشی از ضربه یا سمومی که از طریق جریان خون به سیستم عصبی مرکزی راه پیدا می‌کنند. محققان دقیقاً بر روی این خارجی ترین لایه به عنوان محل برهم کنش اولیه بین باکتری‌ها و بافت مرزی محافظ تمرکز کردند. تحقیقات اخیر نشان داده است که این لایه همچنین دارای تعداد زیادی از سلول‌های ایمنی است و سلول‌های ایمنی و سلول‌های عصبی دقیقاً در کنار یکدیگر قرار دارند. با حمله باکتری‌ها دقیقاً در مننژها چه اتفاقی می افتد؟ چگونه آنها با سلول‌های ایمنی ساکن در آنجا تعامل می کنند؟ به گفته محققان، این سؤالات به خوبی درک نشده‌اند.

چگونه باکتری‌ها از لایه‌های محافظ مغز عبور می‌کنند

در این مطالعه خاص، محققان بر روی دو پاتوژن  استرپتوکوک پنومونیه و استرپتوکوک آگالاکتیه، که علل اصلی مننژیت باکتریایی در انسان هستند، تمرکز کردند. در یک سری آزمایش، تیم دریافت که وقتی باکتری به مننژها می‌رسد، پاتوژن‌ها زنجیره‌ای از وقایع را آغاز می‌کنند که به عفونت منتشر منجر می‌شود. ابتدا، محققان دریافتند که باکتری‌ها سمی آزاد می کنند که نورون‌های درد را در مننژها فعال می‌کند. محققان خاطرنشان کردند که فعال شدن نورون‌های درد توسط سموم باکتریایی می‌تواند سردرد شدید و شدید را که از مشخصه‌های مننژیت است، توضیح دهد. سپس، نورون‌های فعال‌شده، یک ماده شیمیایی سیگنال‌دهنده به نام CGRP آزاد می‌کنند. CGRP به یک گیرنده سلول ایمنی به نام RAMP1 متصل می شود. RAMP1 به خصوص در سطح سلول‌های ایمنی به نام ماکروفاژها فراوان است. هنگامی که ماده شیمیایی با گیرنده درگیر می‌شود، سلول ایمنی به طور موثری از کار می‌افتد. در شرایط عادی، به محض اینکه ماکروفاژها وجود باکتری را تشخیص دهند، برای حمله، تخریب و بلعیدن آنها وارد عمل می‌شوند. ماکروفاژها همچنین سیگنال‌های ناراحتی را به سایر سلول‌های ایمنی ارسال می‌کنند تا خط دوم دفاعی را فراهم کنند. آزمایش‌های این تیم نشان داد که وقتی CGRP آزاد می‌شود و به گیرنده RAMP1 در ماکروفاژها متصل می‌شود، از کمک گرفتن این سلول‌های ایمنی از سلول‌های ایمنی دیگر جلوگیری می‌کند. در نتیجه، باکتری‌ها تکثیر شده و باعث عفونت گسترده می‌شوند. محققان برای تأیید اینکه فعال شدن نورون‌های درد ناشی از باکتری اولین گام حیاتی در از کار انداختن سیستم دفاعی مغز است، بررسی کردند که برای موش‌های آلوده فاقد نورون درد چه اتفاقی می‌افتد. موش‌های بدون نورون‌های درد وقتی با دو نوع باکتری که عامل مننژیت هستند آلوده شدند، دچار عفونت‌های مغزی کمتری شدند. آزمایش‌ها نشان داد که مننژهای این موش‌ها دارای سطوح بالایی از سلول‌های ایمنی برای مبارزه با باکتری‌ها هستند. در مقابل، مننژ موش‌ها با نورون‌های درد دست‌نخورده پاسخ‌های ایمنی ضعیف و سلول‌های ایمنی فعال بسیار کمتری نشان دادند، که نشان می‌دهد سلول‌های عصبی توسط باکتری‌ها ربوده می‌شوند تا محافظت ایمنی را زیر و رو کنند. محققان برای تایید اینکه CGRP در واقع سیگنال فعال کننده است، سطوح CGRP را در بافت مننژ موش های آلوده با نورون‌های درد دست نخورده و بافت مننژ موش‌هایی که فاقد نورون درد بودند، مقایسه کردند. سلول‌های مغزی موش‌هایی که فاقد نورون‌های درد بودند‌ سطوح CGRP به سختی قابل تشخیص و نشانه‌های کمی از حضور باکتری را داشتند. در مقابل، سلول‌های مننژ موش‌های آلوده با نورون‌های درد دست‌نخورده، سطوح بالاتری از CGRP و باکتری‌های بیشتر را نشان دادند. در آزمایش دیگری، محققان از یک ماده شیمیایی برای مسدود کردن گیرنده RAMP1 استفاده کردند و از ارتباط آن با CGRP، ماده شیمیایی آزاد شده توسط نورون های درد فعال شده، جلوگیری کردند. مسدود کننده RAMP1 هم به عنوان درمان پیشگیرانه قبل از عفونت و هم به عنوان یک درمان پس از وقوع عفونت عمل می‌کند. موش‌هایی که از قبل با مسدودکننده‌های RAMP1 درمان شده بودند، کاهش حضور باکتری در مننژها را نشان دادند. به همین ترتیب، موش‌هایی که چندین ساعت پس از عفونت و پس از آن به طور منظم مسدودکننده‌های RAMP1 دریافت کردند، علائم خفیف‌تری داشتند و در مقایسه با حیوانات درمان‌نشده، توانایی بیشتری در پاکسازی باکتری‌ها داشتند.

راهی برای درمان های جدید

آزمایش‌ها نشان داد داروهایی که CGRP یا RAMP1 را مسدود می‌کنند می‌توانند به سلول‌های ایمنی اجازه دهند کار خود را به درستی انجام دهند و دفاع مرزی مغز را افزایش دهند. ترکیباتی که CGRP و RAMP1 را مسدود می‌کنند، در داروهای پرمصرف برای درمان میگرن یافت می‌شوند، وضعیتی که اعتقاد بر این است که منشأ آن در لایه بالای مننژ، یعنی سخت‌شکم، است. آیا این ترکیبات می‌توانند پایه‌ای برای داروهای جدید برای درمان مننژیت شوند یاخیر. این سوالی است که محققان می گویند نیاز به بررسی بیشتر دارد. یک خط از تحقیقات آینده می‌تواند بررسی کند که آیا مسدود کننده‌های CGRP و RAMP1 می‌توانند همراه با آنتی بیوتیک ها برای درمان مننژیت و تقویت محافظت مورد استفاده قرار گیرند یا خیر. طبق گفته محققان، هر چیزی که  می‌تواند بر درمان مننژیت در مراحل اولیه عفونت، قبل از تشدید و گسترش بیماری تأثیر بگذارد، می‌تواند برای کاهش مرگ‌ومیر یا به حداقل رساندن آسیب‌های بعدی مفید باشد. به طور گسترده‌تر، تماس فیزیکی مستقیم بین سلول‌های ایمنی و سلول‌های عصبی در مننژ، راه‌های وسوسه‌انگیز جدیدی را برای تحقیق ارائه می‌کند. باید یک دلیل تکاملی وجود داشته باشد که چرا ماکروفاژها و نورون‌های درد بسیار نزدیک به هم قرار دارند. محققان با مطالعه خود دریافتند که در محل عفونت باکتریایی چه اتفاقی می‌افتد، اما فراتر از آن، چگونه آنها در طول عفونت ویروسی، در حضور سلول‌های تومور، یا در محل آسیب مغزی تعامل دارند؟ اینها همه مهم و جذاب هستند.

پایان مطلب./