Ιός Ζίκα: Μελέτη αποκαλύπτει πώς η μόλυνση μπορεί να προκαλέσει μικροκεφαλία

Ιός Ζίκα: Η ιατρική κοινότητα συμφωνεί ότι ο Ζίκα θα μπορούσε να επιστρέψει ανά πάσα στιγμή, σε οποιοδήποτε μέρος όπου ζουν τα κουνούπια που τον εξαπλώνουν.

Η προγεννητική έκθεση σε ιούς που μπορούν να μολύνουν τον εγκέφαλο του εμβρύου, ιδιαίτερα κατά το πρώτο τρίμηνο, μπορεί να προκαλέσει μια σειρά από αναπτυξιακά ελαττώματα στο μωρό. Η επιδημία Ζίκα στη Βραζιλία κατά τη διάρκεια του 2015-16 αποτέλεσε μια ακραία περίπτωση, προκαλώντας εκατοντάδες μωρά να γεννηθούν με μικροκεφαλία ή ασυνήθιστα μικρό κεφάλι. Αν και τα κρούσματα έχουν μειωθεί σημαντικά, “η ιατρική κοινότητα συμφωνεί ότι ο Ζίκα θα μπορούσε να επιστρέψει ανά πάσα στιγμή, σε οποιοδήποτε μέρος όπου ζουν τα κουνούπια που τον εξαπλώνουν”, λέει ο Ganeshwaran Mochida, MD, MMSc, ειδικός στη μικροκεφαλία στο Νοσοκομείο Παίδων της Βοστώνης.

Και ο Ζίκα δεν είναι ο μόνος ιός που προκαλεί ανησυχία

«Πολλαπλοί ιοί, συμπεριλαμβανομένης της ανεμοβλογιάς, της ιλαράς, του κυτταρομεγαλοϊού, του Δυτικού Νείλου και του απλού έρπητα μπορούν να προκαλέσουν συγγενείς ασθένειες του εγκεφάλου σε νεογέννητα στις ΗΠΑ», λέει η νευροβιολόγος Judith Steen, Ph.D., του F.M. Kirby Neurobiology Center στο Boston Children’s. Για να προσπαθήσει να προλάβει μελλοντικά κρούσματα και να αποτρέψει τις συγγενείς αναπτυξιακές διαταραχές που προκαλούνται από τέτοιους νευροτροπικούς ιούς, μια ομάδα με επικεφαλής τον Steen και τον Mochida ξεκίνησε να κατανοήσει καλύτερα πώς ο Ζίκα επηρεάζει τον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο.

Μια ανοσολογική προοπτική

Οι περισσότερες προηγούμενες έρευνες για τον Ζίκα έχουν παραβλέψει έναν βασικό παράγοντα για την καθυστέρηση της ανάπτυξης του εγκεφάλου: το ανοσοποιητικό σύστημα. Εν μέρει, αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα ποντίκια, που χρησιμοποιούνται συνήθως για τη μοντελοποίηση της νόσου, δεν είναι πολύ ευαίσθητα στον ιό Ζίκα, έτσι οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ποντίκια με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα που προσβάλλουν τον Ζίκα πιο εύκολα. Άλλες μελέτες έχουν εργαστεί μόνο με νευρικό ιστό ποντικού που αναπτύχθηκε από βλαστοκύτταρα.

«Για να δείτε ολόκληρη την εικόνα, πρέπει να κοιτάξετε ολόκληρο τον οργανισμό στη φυσική του κατάσταση», λέει ο Mochida, ο οποίος βοήθησε στην παρακολούθηση των ανωμαλιών του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια της επιδημίας στη Βραζιλία. Η ομάδα έκανε έγχυση του ιού Ζίκα απευθείας στον πλακούντα ζωντανών εγκύων ποντικών με φυσιολογικό ανοσοποιητικό σύστημα για να μιμηθεί τη μόλυνση από τον άνθρωπο Zika, η οποία μεταδίδεται από το αίμα της μητέρας μέσω του πλακούντα στο έμβρυο. Μέσω αυτής της μεθόδου, τα έμβρυα του ποντικού μολύνθηκαν νωρίς στην ανάπτυξή τους.

Στη συνέχεια, το εργαστήριο Steen συνέκρινε το RNA και τις πρωτεΐνες στον εγκέφαλο των μολυσμένων εμβρύων με εκείνους των υγιών συγγενών τους. Αυτό αποκάλυψε πολλαπλές μοριακές αλλαγές κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μόλυνσης που εμπόδισαν την κανονική ανάπτυξη του εγκεφάλου. «Καμία προηγούμενη μελέτη για την παθολογία του Ζίκα δεν εξέτασε τόσο τη μεταγραφική όσο και την πρωτεϊνική με μια ανοσολογική προοπτική σε ένα μοντέλο in vivo», λέει ο Steen.

Πολλαπλά εμπόδια στην ανάπτυξη του εγκεφάλου

Οι ερευνητές βρήκαν πολλά πράγματα. Πρώτον, η λοίμωξη από τον Ζίκα ανέβασε σημαντικά τα επίπεδα των πρωτεϊνών του ανοσοποιητικού στον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο ποντικών, συμπεριλαμβανομένων των πρωτεϊνών MHC-1. Αυτό υποδηλώνει ότι ο ιός πυροδοτεί μια σημαντική ανοσολογική απόκριση που συμβάλλει στη μικροκεφαλία.

«Το ανοσοποιητικό σύστημα επιτίθεται σε κύτταρα μολυσμένα με ιό», εξηγεί ο Steen. “Εάν μπορείτε να σκοτώσετε αυτά τα κύτταρα, το αποτέλεσμα είναι συνήθως καλό. Αλλά, εάν αρχίσετε να σκοτώνετε εγκεφαλικά κύτταρα που διαιρούν ενεργά τα εγκεφαλικά κύτταρα, ειδικά νωρίς στην κύηση, αυτό μπορεί να είναι καταστροφικό για την ανάπτυξη του εγκεφάλου.”

Δεύτερον, η μόλυνση με Ζίκα μείωσε τα επίπεδα του RNA και των πρωτεϊνών που σχετίζονται με τον κυτταρικό κύκλο – τη διαδικασία με την οποία τα κύτταρα αναπτύσσονται, αντιγράφουν το DNA τους και διαιρούνται. Διαταράσσοντας την κανονική εξέλιξη του κυτταρικού κύκλου, η μόλυνση από τον Ζίκα καθιστά αδύνατη τη σωστή ανάπτυξη του αναπτυσσόμενου εγκεφάλου. Όσο περισσότερα ιικά σωματίδια και ιικές πρωτεΐνες στον εγκέφαλο, τόσο λιγότερες από τις πρωτεΐνες του φυσιολογικού κυτταρικού κύκλου βρέθηκαν οι Steen και Mochida.

Τέλος, η μόλυνση με Zika διέκοψε τη σηματοδότηση του μεταγραφικού παράγοντα, αλλοιώνοντας την έκφραση των γονιδίων που εμπλέκονται στην ανάπτυξη του εγκεφάλου. Σε εγκεφάλους μολυσμένους από τον Ζίκα, η ομάδα βρήκε ασυνήθιστα χαμηλά επίπεδα πολλών μεταγραφικών παραγόντων που ρυθμίζουν τη διαφοροποίηση των νευρώνων.

Θεραπευτικοί στόχοι για την αποφυγή της μικροκεφαλίας;

Προχωρώντας ένα βήμα παραπέρα, οι επιστήμονες έψαξαν να δουν ποια γονίδια που ρυθμίζονται σημαντικά προς τα πάνω ή προς τα κάτω από τον Ζίκα θα μπορούσαν ενδεχομένως να τροποποιηθούν με φάρμακα για την καταπολέμηση των επιπτώσεων του ιού. Η ομάδα αναγνώρισε 61 δυνητικά στοχεύσιμα γονίδια. Τα μόρια που τα στοχεύουν θα μπορούσαν να δοκιμαστούν στο μοντέλο ποντικού σε διαφορετικά στάδια για να διαπιστωθεί εάν οι διαταραχές που παρατήρησε η ομάδα έχουν ομαλοποιηθεί και εάν οποιαδήποτε πιθανή θεραπεία θα ήταν ασφαλής για την ανάπτυξη εμβρύων.

Ο Mochida ελπίζει ότι το έργο της ομάδας θα είναι σημαντικό για την κατανόηση όχι μόνο του Zika, αλλά και του τρόπου με τον οποίο η μόλυνση από νευροτροπικούς ιούς επηρεάζει τον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο γενικά. «Γνωρίζαμε για τον ιό Ζίκα για περισσότερα από 50 χρόνια πριν από την επιδημία, αλλά λίγη έρευνα έγινε», λέει ο Μοχίντα. «Μπορούμε να μάθουμε από αυτή την εμπειρία πώς θα αντιμετωπίσουμε την επόμενη επιδημία. Δεν πρέπει να ξεχνάμε».

Πώς αντιμετωπίζουμε το τσίμπημα από ένα κουνούπι;

Η προσπάθεια απολύμανσης του Περού αποσκοπεί στον περιορισμό της επιδημίας δάγκειου πυρετού

Προστατεύστε τον εαυτό σας από τα τσιμπήματα κουνουπιών

Αυστραλία: Αναστάτωση μετά το 1ο κρούσμα Ιαπωνικής Εγκεφαλίτιδας