Naukowcy zbadali funkcjonowanie mózgu u osób cierpiących na boreliozę, stosując nową metodę opartą na funkcjonalnym rezonansie magnetycznym (fMRI).
W badaniu wykorzystującym specjalistyczne techniki obrazowania naukowcy z Johns Hopkins Medicine opisali charakterystyczne zmiany w istocie białej, które dotykają 10–20 procent spośród prawie pół miliona Amerykanów, u których co roku diagnozuje się boreliozę.
Wyniki badania, opublikowane 26 października w czasopiśmie „PLOS ONE”, potwierdzają i pomagają uzasadnić pogląd, że problemy z pamięcią i inne trudności poznawcze, których w dłuższej perspektywie doświadczają osoby z boreliozą po zakończeniu leczenia, są powiązane ze zmianami funkcjonalnymi i strukturalnymi w mózgu.
Borelioza, której wczesne objawy mogą obejmować charakterystyczną wysypkę w kształcie tarczy strzeleckiej, bóle przypominające grypę i gorączkę, bóle stawów oraz zmęczenie, może być leczona rygorystyczną kuracją antybiotykową, która zazwyczaj prowadzi do wyleczenia choroby. Jednak u osób uznanych za cierpiących długotrwale, u których objawy boreliozy utrzymują się nawet po zakończeniu kuracji antybiotykowej, schorzenie to przechodzi w postać przewlekłą, charakteryzującą się zmęczeniem, bólami mięśni, bezsennością, depresją oraz zaburzeniami funkcji poznawczych, takimi jak problemy z koncentracją i pamięcią. U tych pacjentów zazwyczaj nie ma wyraźnych klinicznych ani laboratoryjnych dowodów na utrzymujące się problemy.
Monitorowanie zmian w mózgu w czasie rzeczywistym
Naukowcy z wydziałów neurologii, psychiatrii i nauk behawioralnych w Johns Hopkins Medicine, we współpracy z Centrum Badań nad Boreliozą, przeprowadzili badania funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI). fMRI pokazuje zmiany w przepływie krwi w mózgu, umożliwiając identyfikację długotrwałych zmian w funkcjonowaniu mózgu, które mogą powodować pewne utrzymujące się objawy boreliozy. Badania te pozwalają naukowcom monitorować zmiany w mózgu w czasie rzeczywistym.
„Obiektywnych markerów biologicznych objawów boreliozy po leczeniu zazwyczaj nie da się zidentyfikować za pomocą standardowych badań TK, MRI lub badań krwi” – mówi dr John Aucott, dyrektor Centrum Badań Klinicznych nad Boreliozą przy Johns Hopkins oraz profesor nadzwyczajny w Szkole Medycznej Uniwersytetu Johna Hopkinsa. „Musieliśmy rozszerzyć nasze metody oceny” – dodaje.
Zespół pod kierownictwem głównej autorki, dr Cherie Marvel, zrekrutował 12 mężczyzn i kobiet – pacjentów z boreliozą, którzy przeszli leczenie antybiotykami – oraz 18 uczestników, którzy nie cierpieli na boreliozę, do udziału w badaniach fMRI podczas wykonywania zadania sprawdzającego pamięć krótkotrwałą.
Badania obrazowe ujawniły nietypową aktywność w płacie czołowym – obszarze mózgu odpowiedzialnym za zadania poznawcze, takie jak przywoływanie wspomnień i koncentracja. Uczestnicy zostali poproszeni o zapamiętanie i odtworzenie liter wielkich i małych, a także kolejności alfabetycznej kilku liter.
Według naukowców na uwagę zasługuje fakt, że badania ujawniły różnice w aktywności płatów czołowych między obiema grupami w istocie białej mózgu, która zazwyczaj nie jest widoczna w badaniach fMRI, ponieważ tkanka ta charakteryzuje się mniejszym przepływem krwi niż istota szara. Substancja biała ma kluczowe znaczenie dla przekazywania informacji w obrębie mózgu; funkcjonuje ona jak tory kolejowe, pomagając w przekazywaniu informacji do stacji kolejowej – czyli do substancji szarej.
Aktywność płatów czołowych
„Niektóre obszary płata czołowego wykazywały niedoczynność, podczas gdy inne – nadczynność, czego w pewnym stopniu można było się spodziewać” – mówi Cherie Marvel. „Nie zaobserwowaliśmy jednak takiej samej aktywności istoty białej w grupie, która nie cierpiała na boreliozę po zakończeniu leczenia”.
Aby potwierdzić to odkrycie, naukowcy zastosowali inną metodę obrazowania – obrazowanie tensora dyfuzji (DTI) – u wszystkich 12 uczestników z boreliozą oraz u 12 z 18 uczestników bez boreliozy. DTI wykrywa kierunek przepływu wody w tkance mózgowej. To unikalne podejście potwierdziło wyniki badań fMRI i dostarczyło nowych spostrzeżeń: woda dyfundowała – czyli przenikała – wzdłuż aksonów pacjentów – czyli przedłużeń komórek nerwowych przekazujących sygnały elektryczne do innych komórek nerwowych – w tych samych obszarach istoty białej, które zidentyfikowano podczas badań fMRI.
Co zaskakujące, naukowcy odkryli również, że wyciek aksonalny w istocie białej korelował z mniejszymi deficytami poznawczymi i lepszymi wynikami w stanie po zakończeniu leczenia u badanych przez nich pacjentów z boreliozą.
Naukowcy uważają, że zwiększona aktywność obserwowana w istocie białej u pacjentów z boreliozą po zakończeniu leczenia może odzwierciedlać korzystną odpowiedź immunologiczną, ponieważ korelowała ona z lepszym przebiegiem choroby. Jednak odkrycie to wiązało się również z faktem, że pacjenci z boreliozą, którzy przeszli leczenie, potrzebowali więcej czasu na wykonanie zadania pamięciowego. Według naukowców sugeruje to, że reakcja istoty białej może mieć charakter adaptacyjny, ale fizjologia i funkcja istoty białej uległy zmianie.
„To właśnie dzięki podejściu do problemu we współpracy z ekspertami z różnych dziedzin uzyskaliśmy te nowatorskie wyniki i mamy nadzieję, że dostarczą one odpowiedzi na pozostałe pytania, zwłaszcza dotyczące roli wycieku aksonalnego i aktywacji istoty białej w przebiegu boreliozy po zakończeniu leczenia” – mówi badacz.
Według Marvela i Aucotta badania te mogą pomóc w wyjaśnieniu mechanizmów leżących u podstaw neurologicznej postaci boreliozy oraz w identyfikacji potencjalnych celów terapeutycznych. Ich odkrycia mogą mieć również znaczenie w przypadku innych chorób przewlekłych związanych z infekcjami.
Źródło: Lymedisease.org, Johns Hopkins Medicine
(C) Lyme Borreliosis Foundation
