Люди-водоросли: в мозгу человека обнаружена болезнь обитателей озер

Соавтор исследования Джеймс ван Эттен (James Van Etten) собрал образцы заражённых водорослей и проанализировал их
(фото University of Nebraska-Lincoln).

Никого уже не удивишь тем фактом, что вирусы могут передаваться от обезьяны к человеку, как Эбола, или от свиньи к человеку, как грипп. Передача инфекций между млекопитающими является обычной картиной в биологии, поскольку все мы имеет схожую физиологию.

Но недавно команда учёных из университета Джона Хопкинса во главе с Робертом Йолкеном (Robert Yolken) сообщила, что для человека могут быть опасны даже те вирусы, что инфицируют водоросли в реках и озёрах. Впервые так называемый вирус ATCV-1 был обнаружен в мёртвой человеческой мозговой ткани несколько лет назад, но тогда исследователи не смогли точно определить, произошло ли проникновение инфекции до или после смерти.

Позднее вирус был обнаружен в пробах, взятых из горла людей, страдающих психическими заболеваниями. Йолкен и его коллеги попытались узнать больше о загадочном вирусе и его воздействии на организм человека, но тогда было непонятно, какое он имеет происхождение. В ходе длительного изучения базы данных природных микроорганизмов выяснилось, что ATCV-1 поражает несколько видов зелёных водорослей, обитающих в озёрах и реках.

Затем учёные решили выяснить, когда он чаще встречается в организме людей — когда они больны чем-либо или здоровы. Йолкен и его команда пригласили к себе в лабораторию 92 здоровых добровольца, взяли у них пробы и провели ряд тестов на исследование когнитивных функций. Оказалось, что ATCV-1 присутствовал у 43% испытуемых, и именно эти люди справлялись с задачами по визуальной обработке информации на 10% хуже, чем остальные. К примеру, они заметно медленнее ставили числа в порядке возрастания, написанные на бумаге в случайном порядке. Также, как сообщается в статье журнала PNAS, инфицированные добровольцы на меньший срок, чем остальные, могли удерживать концентрацию внимания.

Соавтор исследования Джеймс ван Эттен (James Van Etten) собрал образцы заражённых водорослей и проанализировал их (фото University of Nebraska-Lincoln).

"Последствия заражения были умеренные, но вполне значительные", — рассказывает Йолкен в пресс-релизе.

При этом, как выяснили учёные, замедление когнитивных функций не было связано с полом, возрастом или социальным положением, образованием или расой, национальностью или даже пристрастием к табаку.

Исследователи отмечают, что на функции мозга вирус может влиять вовсе не напрямую, а косвенно провоцируя возникновение других болезнетворных факторов, таких как накопление тяжёлых металлов, других инфекционных агентов или загрязняющих веществ.

Чтобы установить чёткую причинно-следственную связь, Йолкен решил провести ещё один эксперимент. Учёные ввели инфицированные и неинфицированные водоросли в рот мышам. Те, кому достался вирус, начали вырабатывать антитела, и так стало известно, кто к какой группе относится. Все грызуны подверглись ряду испытаний и, как и следовало ожидать, показали несколько разные результаты.

Наблюдения за ходом эксперимента показали, что любая мышь, вне зависимости от наличия или отсутствия в её организме вируса, двигалась хорошо и не имела нарушений моторной функции. Однако заражённым грызунам требовалось на 10% больше времени, чтобы найти выход из лабиринтов, и на 20% больше времени, чтобы понять, какой объект лежит перед ними. Это означает, что у представителей основной группы была нарушена способность к визуальной обработке информации.

Вирус ATCV-1 проникает в водоросль (иллюстрация Meints et al.).

Исследователи также изучили активность генов в гиппокампе животных — зоне мозга, отвечающей за память и ориентацию на местности. Они обнаружили изменения в активности почти 1300 генов у инфицированных животных. Часть из этих генов влияют на то, как мозг реагирует на вариации в концентрации дофамина в организме, а часть играет важную роль в поддержании иммунной системы.

Примечательно, что ATCV-1 так и не был обнаружен в мозге животных, но учёные подозревают, что вирус может воздействовать на мозг через его влияние на иммунную систему, посредством стимуляции определённых иммунных реакций, которые могут, в свою очередь, оказать воздействие на экспрессию генов в мозге.

Сейчас главная задача, которая стоит перед учёными — это выяснение механизмов, посредством которых вирус заражает человека и в дальнейшем влияет на биологические процессы в организме. До сих пор непонятно, имеется ли ATCV-1 у людей по всему миру или же он распространён локально, в Балтиморе, где проводились эксперименты. К сожалению, вирус обнаруживали во многих пробах воды, собранных по всему миру, так что наиболее вероятен первый вариант.  

Сегодня