Исследование показывает, что хроническая истощающая болезнь вряд ли перейдет от животных к людям

Новое исследование прионных заболеваний с использованием модели человеческого мозгового органоида предполагает, что существует значительный видовой барьер, препятствующий передаче хронической истощающей болезни (CWD) от оленей, лосей и ланей к людям. Результаты, полученные учеными Национальных институтов здравоохранения (NIH) и опубликованные в журнале Emerging Infectious Diseases, согласуются с десятилетиями аналогичных исследований на животных моделях, проведенных в Национальном институте аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) NIH.

Прионные заболевания представляют собой дегенеративные заболевания, обнаруженные у некоторых млекопитающих. Эти заболевания в основном связаны с ухудшением состояния мозга, но могут также поражать глаза и другие органы. Болезнь и смерть наступают, когда аномальные белки складываются неправильно, слипаются, привлекают другие прионные белки к тому же процессу и в конечном итоге разрушают центральную нервную систему. В настоящее время не существует профилактических или терапевтических методов лечения прионных заболеваний.

CWD — это тип прионного заболевания, обнаруженный у оленевых, которые являются популярными охотничьими животными. Хотя CWD никогда не был обнаружен у людей, вопрос о его потенциальной передаче остается актуальным на протяжении десятилетий: могут ли люди, употребляющие мясо инфицированных CWD оленей, заболеть прионным заболеванием? Этот вопрос важен, поскольку в середине 1980-х и середине 1990-х годов в Великобритании появилась другая прионная болезнь — губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (BSE), или коровье бешенство. Случаи также были обнаружены у крупного рогатого скота в других странах, включая США.

В течение следующего десятилетия 178 человек в Великобритании, которые, как предполагалось, ели мясо, зараженное BSE, заболели новой формой прионного заболевания у людей, вариантом болезни Крейтцфельдта-Якоба, и умерли. Позже исследователи установили, что болезнь распространилась среди крупного рогатого скота через корм, зараженный инфекционным прионным белком.

Путь передачи болезни от корма к крупному рогатому скоту и людям испугал жителей Великобритании и поставил мир в состояние готовности к другим прионным заболеваниям, передаваемым от животных людям, включая CWD. CWD является наиболее передаваемой из семейства прионных болезней, демонстрируя высокоэффективную передачу между оленями.

Исторически ученые использовали мышей, хомяков, беличьих обезьян и макак-крабоедов для моделирования прионных заболеваний у людей, иногда наблюдая за животными на признаки CWD более десяти лет. В 2019 году ученые NIAID в лабораториях Rocky Mountain Laboratories в Гамильтоне, штат Монтана, разработали модель человеческого мозгового органоида для исследования болезни Крейтцфельдта-Якоба с целью оценки потенциальных методов лечения и изучения специфических прионных заболеваний у людей.

Человеческие мозговые органоиды представляют собой маленькие сферы клеток человеческого мозга размером от макового зернышка до горошины. Ученые выращивают органоиды в чашках из клеток кожи человека. Организация, структура и электрическая активность мозговых органоидов схожи с тканями мозга. В настоящее время это наиболее близкая доступная лабораторная модель человеческого мозга.

Поскольку органоиды могут выживать в контролируемой среде на протяжении месяцев, ученые используют их для изучения заболеваний нервной системы со временем. Мозговые органоиды использовались в качестве моделей для изучения других заболеваний, таких как инфекция вирусом Зика, болезнь Альцгеймера и синдром Дауна.

В новом исследовании CWD, основная часть которого была проведена в 2022 и 2023 годах, исследовательская группа проверила модель исследования, успешно инфицировав человеческие мозговые органоиды прионами CJD (положительный контроль). Затем, при тех же лабораторных условиях, они напрямую подвергли здоровые человеческие мозговые органоиды воздействию высоких концентраций прионов CWD от белохвостого оленя, мулового оленя, лося и нормальной мозговой ткани (отрицательный контроль) в течение семи дней. Исследователи наблюдали за органоидами в течение шести месяцев, и ни один из них не был инфицирован CWD.

Это указывает на то, что даже при прямом воздействии на ткани центральной нервной системы человека прионов CWD существует значительное сопротивление или барьер для распространения инфекции, согласно исследователям. Авторы признают ограничения своего исследования, включая возможность того, что у небольшого числа людей может быть генетическая предрасположенность, которая не была учтена, и что появление новых штаммов с меньшим барьером для инфекции остается возможным.

Они оптимистично настроены, что данные текущего исследования свидетельствуют о том, что люди крайне маловероятно заболеют прионным заболеванием из-за случайного употребления мяса оленей, инфицированных CWD.