Az agyhártyagyulladást okozó baktériumok aljas módszere

Az agyhártyagyulladás hátterében álló baktériumok az agyhártyák idegei által csökkentik az immunválaszt, ami hozzájárul a fertőzés súlyosbodásához.

Az agyhártyagyulladást okozhatják baktériumok, vírusok vagy gombák. A behatolók jelenléte immunválaszt vált ki, ennek következménye a gyulladás, ami akár halálos kimenetelű is lehet. A gyulladás következtében megnövekszik a koponyaűri nyomás, ami számos neurológiai tünet kialakulásához vezethet. A kezeletlen agyhártyagyulladás jellemzően halállal végződik, ami feltehetőleg az agytörzsre nehezedő nyomás következménye, az agytörzs ugyanis az életfunkciók szabályozásáért felel (légzés- és keringésszabályozás).

Az agyhártyagyulladást az esetek egy kisebb részében agyvérzés, valamilyen vegyület vagy akár tumor okozza, azonban a leggyakoribb ok a fertőzés. A bakteriális fertőzést leggyakrabban a Streptococcus pneumoniae és a Streptococcus agalactiae okozza. A modern orvosi ellátásnak köszönhetően manapság már ritkán végződik halállal az agyhártyagyulladás, viszont a visszamaradó neurológiai tünetek gyakoriak. Éppen ezért fontos jobban megérteni a fertőzés során zajló folyamatokat és ehhez járult hozzá egy amerikai kutatócsoport új tanulmánya is. Az agyhártyagyulladás molekuláris mechanizmusait vizsgálva azt találták a kutatók, hogy a fertőzés elfajulásában fontos szerephez jut a baktériumok és az agyhártyát ellátó idegek közötti kommunikáció.

Az agyvelő burkainak felépítése

A központi idegrendszert, vagyis az agyat és a gerincvelőt három hártya burkolja. A legkülső a kemény agyhártya (dura mater), amely tömött kollagénrostos kötőszövetből áll. Erek és idegek futnak benne, melyek magát a kemény agyhártyát látják el. E réteg alatt található a pókhálóhártya (arachnoidea mater). Ez a réteg finom oszlopokkal kapcsolódik az alatta lévő lágy agyhártyához (pia mater), innen kapta a nevét is, mivel ezek az oszlopok pókháló-szerű megjelenést kölcsönöznek neki. Az oszlopok által áthidalt tér a pókhálóhártya alatti tér (spatium subarachnoideum), amelyet az agy-gerincvelői folyadék (liquor cerebrospinalis) tölt ki. A legbelső burok tehát a lágy agyhártya, amely már leköveti az agy felszínét, beterjed a barázdákba is.

Az agyhártyákban futó erek felépítése valamelyest eltér egymástól. A lágy agyhártyában szorosan kapcsolódnak egymáshoz az erek falát alkotó sejtek, így a nagyobb méretű dolgok, mint például egy baktériumsejt, nem tudnak kijutni az érből. Ezzel szemben a kemény agyhártya területén lévő erekre már nem jellemzők ezek a szoros kapcsolatok, a baktériumok kijuthatnak az agyhártya területére. Persze ez nem jelenti azt, hogy semmiféle védelem ne lenne, hiszen immunsejtek (makrofágok) veszik körbe a kemény agyhártyában futó ereket, melyek feladata a behatolók elpusztítása.

A kemény agyhártya testőrei

A kemény agyhártya immunsejtjei között van egy speciális csoport, amelyek a közeli vörös csontvelőből vándorolnak az agyhártya területére. Ezt 2021 nyarán jelentette két kutatócsoport, a felfedezés jelentősége pedig abban rejlik, hogy ezeket a sejteket sokkal könnyebb lehet terapeutikus céllal manipulálni, mint más immunsejteket, melyek az agy egészségét védik.

A kemény agyhártyát nem csak a vérből érkező immunsejtek védelmezik, hanem a közvetlenül a csontvelőből érkező sejtek is (Forrás: Engelhardt, 2021 – Nature).

Az agyvelő burkaiban nem csak erek, hanem idegek is futnak. Ezek egy része a fájdalomérzékelésért felelős. Korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy például a bőrben és a belekben a fájdalomérzékelő receptorok (nociceptorok) aktivációja az immunrendszert is riasztja. Az agyhártyákban lévő nociceptorokról már kiderült, hogy a különféle fejfájástípusokért felelnek, az azonban nem volt világos, hogy hogyan hatnak, ha hatnak, az immunrendszerre. Ezt vizsgálta egy amerikai kutatócsoport és az eredményeik szerint a kemény agyhártyában futó idegek fontos szereplői az agyhártya területén zajló immunfolyamatoknak.

Fájdalomérzékelő receptorok a fej területén

A fej területén csak a koponyában és az agyhártyákban vannak fájdalomérző receptorok, ami lehetővé teszi, hogy az idegsebészek helyi érzéstelenítés mellett nyissák fel a koponyát és operálják az agyat. Ez a szerencsés helyzet teszi lehetővé, hogy az agysebészek a lehető legpontosabban határozzák meg az epilepsziás rohamokat kiváltó epileptikus gócok, vagy az agytumorok helyét. Mindez továbbá számos fontos eredményhez segítette hozzá a modern idegtudományt, például Wilder Penfield híres-neves homonkulusai is olyan vizsgálatok eredményeképp születtek, amelyeknél helyi érzéstelenítés mellett ingerelték éber személyek agyát. A homonkulusok az agy testérző és mozgató területeinek felosztását ábrázolják.

A kutatás

A bakteriális agyhártyagyulladás egyik első tünete a fejfájás. A fejfájás számos válfajának hátterében az agyhártyákban lévő nociceptorok állnak. Több vizsgálat mutatta ki, hogy a CGRP-t felszabadító sejtnyúlványok aktivációja okozza például a migrénes fejfájást. Az amerikai kutatókban felmerült, hogy az agyhártyagyulladás hatására jelentkező fejfájás hátterében is ezek a fájdalomérző receptorok állhatnak, így olyan kísérleteket terveztek, melyekkel azt tervezték vizsgálni, hogy a bakteriális fertőzés kifejt-e valamiféle hatást ezekre a neuronokra.

A kutatók a bakteriális agyhártyagyulladás leggyakoribb kórokozóival fertőzték meg a kísérleti egereket, majd szövettani vizsgálatok révén mérték fel, hogy merre találhatók meg a baktériumok az agy környékén. Azt találták, hogy a baktériumok minden esetben a kemény agyhártya területén kezdtek szaporodni, majd innen haladtak a belsőbb rétegeken át egészen az agyvelőig. Az eloszlásuk felmérésének köszönhetően az is kiderült, hogy a baktériumok a CGRP-t kifejező nociceptorok közelében voltak jelen a legnagyobb mennyiségben. A kutatók ezután sejtkultúrák vizsgálatával mutatták ki, hogy a baktériumok által termelt méreganyagok aktiválják ezeket a nociceptorokat és CGRP felszabadulást idéznek elő. Ezek alapján tehát úgy tűnik, hogy a bakteriális agyhártyagyulladás ezen mechanizmuson keresztül idézi elő a fejfájást a fertőzés korai szakaszában. Az azonban továbbra is kérdéses maradt, hogy hogyan keverednek a nociceptorok közelébe a baktériumok és miért képesek ott elszaporodni.

A kutatók farmakológiai és géntechnológiai módszereket is bevetettek a nociceptorok elnémítására, hogy megfigyeljék, hogyan befolyásolja ez a fertőzés lefolyását. Az egyik fermakológiai módszer a CGRP receptorát célozta, megakadályozta a CGRP jeladását. Ezzel egyenértékű géntechnológiai módszer a receptor genetikai kiütése. Mindkét beavatkozás a baktériumsejtek számának lecsökkenését és a gyulladás mérséklődését eredményezte. Ezzel szemben a CGRP beadása épp az ellenkező hatásokat váltotta ki, vagyis fokozta a baktériumok számát és a gyulladás súlyosságát.

A kutatók további vizsgálatokkal azt is kimutatták, hogy a kemény agyhártyában lévő makrofágok kifejezik ezt a receptort és amennyiben csak ezeknél a sejteknél akadályozzák meg a kifejeződését, annak ugyanolyan következményei lesznek, mint a génkiütésnek. Ez azt sugallja, hogy a baktériumok által kiváltott CGRP felszabadulás a makrofágokon fejt ki hatást. Ez vezet az immunválasz mérséklődéséhez, így a baktériumok hatékonyabban tudnak szaporodni, nagyobb kárt okoznak, ez pedig végső soron fokozza a gyulladást.

Az új eredmények alapján tehát a baktériumok CGRP felszabadulást idéznek elő az agyhártyákban lévő idegek aktiválásával. A CGRP a makrofágokon hatva csökkenti az immunválasz intenzitását (vagyis immunszuppressziót okoz), ami megkönnyíti a baktériumok dolgát. Ezek alapján felmerült, hogy a CGRP hatásának ellensúlyozása fontos lehet a bakteriális agyhártyagyulladás kezelésében, azonban ezzel kapcsolatban még több vizsgálatra lesz szükség. Az immunválasz felerősítése ugyanis visszafelé is elsülhet és maga is maradandó károkat okozhat az agyban.