Schimmels veroorzaken infectie in hersenen en verslechteren geheugen bij muizen

BAYLOR COLLEGE OF MEDICINE

Schimmelinfecties zijn in opkomst als zijnde een grote uitdaging op medisch gebied, en een team, geleid door onderzoekers aan het Baylor College of Medicine heeft een muismodel ontwikkeld om de korte termijn consequenties van schimmelinfecties in de hersenen te bestuderen.

De onderzoekers maken in Nature Communications melding van de onverwachtse ontdekking dat het algemeen voorkomende gist Candida albicans, een schimmelsoort, door de bloed hersenbarrière kan gaan en een ontstekingsreactie kan uitlokken die resulteert in de formatie van granulomen-type structuren en tijdelijke milde verslechteringen van het geheugen bij muizen.

Wat interessant is, de granulomen hebben dezelfde kenmerken als de plakvorming die gevonden wordt bij de ziekte van Alzheimer, hetgeen stimuleert om toekomstige studies te doen naar de neurologische lange termijn
consequenties van constante C.albicans infectie.

“Een toenemend aantal klinische observaties door ons en andere groepen geeft aan dat schimmels een vaker voorkomende oorzaak aan het worden zijn van allergische ziekten in de bovenste luchtwegen zoals astma, en ook andere aandoeningen zoals sepsis, een potentieel levensbedreigende ziekte, veroorzaakt door de reactie van het lichaam op een infectie”, aldus corresponderende auteur Dr. David B. Cory, professor geneeskundige immunologie, allergie, en reumatologie, en Fulbright Endowed Chair in Pathology aan het Baylor College of Medicine.

Belangrijker, legt Corry uit, schimmelinfecties die allergische aandoeningen in de luchtwegen en sepsis veroorzaken worden gelinkt met een verhoogd risico op dementie in de toekomst.

“Deze observaties leidden ons ertoe om de mogelijkheid te onderzoeken dat schimmel zorgt voor een infectie in de hersenen en, als dat zo is, om de consequentie van zo’n infectie te onderzoeken”, aldus Corry, die ook lid is van het Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center.

De onderzoekers begonnen hun onderzoek met het ontwikkelen van een muismodel met een kleine schimmelinfectie met het algemeen voorkomende gist C. albicans dat niet ernstige ziektes zou veroorzaken, maar implicaties voor het functioneren van de hersenen met zich mee zou kunnen brengen. Ze testten verschillende doses, en bleven uiteindelijk bij een dosis van 25000 schimmels.

Ze injecteerden C.albicans in de bloedbaan van muizen en waren verrast om te ontdekken dat de schimmel de bloed-hersenbarrière kan passeren, een robuust beschermingsmechanisme in de hersenen, in dienst gesteld om alle soorten grote en kleine moleculen, alsmede een aantal micro-organismen die mogelijk de hersenen kunnen beschadigen, buiten te houden.

“We dachten dat de schimmel niet kon binnenkomen in de hersenen, maar dat doet het wel” zegt Corry. “In de hersenen triggerde de schimmel de activiteit van microglia, interne soorten immuuncellen De cellen werden erg actief in de vorm van het ‘eten en verteren’ van het gist. Ze produceerden ook een aantal moleculen, die bijdroegen tot een ontstekingsreactie leidend tot het inkapselen van de gisten in een korrelachtige structuur in de hersenen. We noemden het ‘fungus-induced glial granuloma’, of ‘FIGG’”.

Corry en zijn collega’s testten ook het geheugen van de dieren bij zowel schimmel-geïnfecteerde als niet geïnfecteerde muizen. Ze ontdekten dat de geïnfecteerde muizen een verslechterd ruimtelijk geheugen hadden, welke herstelde wanneer de infectie aan het verdwijnen was.

De muizen herstelden in ongeveer 10 dagen van hun schimmelinfectie; echter, de microglia bleven actief, en de FIGG’s volhardden tot ver na dit punt, tot op zijn minst dag 21. Intrigerend genoeg, terwijl de FIGG’s zich vormden, hoopten de amyloïde precursor proteïnen zich op in de rand, en amyloïde beta moleculen hoopten zich op rondom gistcellen, gevangen in het midden van de FIGG’s. Deze amyloïde moleculen worden met name gevonden in plakkaten die kenmerkend zijn voor de ziekte van Alzheimer.“

“Deze bevindingen suggereren dat de rol die schimmels spelen bij menselijke ziektes potentieel heel goed nog verder kan gaan dan luchtwegaandoeningen of sepsis”, aldus Corry. De resultaten moedigden ons aan om de mogelijkheid te overwegen dat in sommige gevallen schimmels ook betrokken kunnen zijn bij het ontwikkelen van chronische neurodegeneratieve ziekten, zoals Alzheimer, Parkinson, en multiple sclerosis. We zijn momenteel deze mogelijkheid aan het onderzoeken.

“Vandaar, als we beter begrijpen hoe onze immuunsystemen dealen met dit soort van constante dreiging en wat de zwakheden zijn in onze immunologisch schild, dat veroudering laat zien die schimmel-aandoeningen een mogelijkheid biedt om voet aan de grond te krijgen, dan zouden we waarschijnlijk de mogelijkheden vergroten om manieren te vinden om terug te vechten.

Vertaling: Arnoud