Nedidelių pelyčių smegenys gelbsti didelius homo sapiens protus

Neurologinės ligos, pradedant migrena ir baigiant sunkesnėmis ligomis, tokiomis kaip Parkinsono liga, šizofrenija, Alzheimerio demencija, išsėtinė sklerozė, kelia vis daugiau problemų visame pasaulyje, nes didžioji jų dalis yra greitai progresuojančios ir nepagydomos. Tačiau tarp šių nepagydomų ligų yra ir tokių, kurias pagydyti įmanoma, tik sunku diagnozuoti ir laiku suteikti pagalbą, nes jų simptomai labai panašūs į kitų minėtų nervų sistemos ligų simptomus. Viena tokių pagydomų ligų yra autoimuninis encefalitas, kurį sukelia antikūnai, nukreipti prieš žmogaus nervų sistemos struktūras. Siekdami pagerinti autoimuninio encefalito diagnostikos galimybes, Vilniaus universiteto medikai tiria pelių smegenis, kad surastų šios ligos priežastį – antikūną, sukeliantį nervų sistemos pažeidimą.

Ilgai nepavyko nustatyti nervų sistemos ligų priežasčių

Diagnozuoti tiek nepagydomas, tiek retas pagydomas nervų sistemos ligas iš dalies yra sudėtinga dėl to, kad įžvalgas apie nervų sistemos struktūrą, jos normalią ir anomalią veiklą neurologijos praktikoje galima daryti tik makroskopiniu lygmeniu. Mikroskopinė ir molekulinė nervų sistemos struktūros, jų pokyčiai ir molekuliniai ligų mechanizmai tam tikrų neurologinių ligų kontekste lieka terra incognita.

Vienos pirmųjų molekulinių ligos išsivystymo hipotezių neurologijos ir psichiatrijos moksle teigė, kad neurologines, ypač psichiatrines, ligas sukelia imuninės sistemos gaminami baltymai – antikūnai. Šios hipotezės kilo psichiatrams diskutuojant apie galimą šizofrenijos kilmę. Galvota, kad antikūnai, kurie normaliomis aplinkybėmis kovoja su infekcijomis, susidarius tam tikroms sąlygoms pradeda kovoti su sveikais šeimininko organizmo audiniais, sukeldami šių audinių uždegimą ir ligos simptomus. Tai – ligų, vadinamų autoimuninėmis, koncepcija. Nors diskusijų, genetinių ir epidemiologinių tyrimų šiai hipotezei patvirtinti būta daug, konkrečių antikūnų, sukeliančių šizofreniją, kitas psichiatrines ar daugelį lėtinių degeneracinių nervų sistemos ligų, ilgą laiką nustatyti nepavyko.

Viskas iš esmės pasikeitė XXI a. pradžioje, kai gydytojai Vakarų Europoje ir Jungtinėse Amerikos Valstijose tyrė ir gydė jaunas moteris, kurios neturėjo jokių kitų susirgimų iki nežinomos ligos pradžios. Visoms joms pasireiškė labai panašūs simptomai ir analogiška ligos eiga. Susirgimo pradžioje labai greitai išsivystydavo į šizofreniją panašūs simptomai, kuriuos lydėdavo sąmonės sutrikimas, kvėpavimo sustojimas, epilepsija, trumpalaikės atminties sutrikimai ir pan. Pacientės būdavo labai sunkios būklės, gydomos intensyviosios terapijos skyriuose, naudojant pagalbines priemones gyvybinėms funkcijoms palaikyti. Liga apibūdinta kaip nežinomos kilmės smegenų uždegimas, arba encefalitas. Nepaisant tuo metu prieinamų išsamių tyrimų, nei liga, nei ligos priežastis nebuvo išaiškinta. Grįžta prie molekulinės antikūnų sukeliamų ligų hipotezės, todėl dauguma prieš tai sunkiai sirgusių moterų, turėjusių šizofrenijos, demencijos, epilepsijos ir kitų simptomų, pasveiko taikant imunitetą ir antikūnų gamybą slopinantį gydymą, tokį, koks buvo taikomas ir gydant kitas autoimunines ligas. Pristačius šių atvejų simptomus ir gydymo rezultatus tarptautinėje erdvėje, paaiškėjo, kad su nežinoma sunkios eigos liga, besirenkančia moteriškąją lytį, yra susidūrę gydytojai ir tyrėjai iš daugelio pasaulio valstybių. Surinktus sergančių žmonių mėginius mokslininkai ištyrė panaudodami specialiai paruoštus pelių smegenų pjūvius, dėl cheminių reakcijų pritaikytus antikūnams pamatyti. Pirmą kartą tiek plika akimi, tiek pro mikroskopą buvo galima įžiūrėti graužikų smegenų struktūras, su kuriomis antikūnai reaguodavo. Tolesni, pomirtiniai, nežinomos kilmės encefalitu sirgusių pacienčių tyrimai parodė, kad uždegimo paveiktos žmogaus smegenų sritys beveik identiškai atitinka paveiktas graužiko smegenų struktūras, matomas pro mikroskopą. Pasidarė aišku, kad antikūnai turi molekulinį taikinį.

NMDA receptorių encefalito vaizdas ant graužiko audinio. Atvaizduota švytinti smegenų struktūra vadinama hipokampu. Jo pažeidimas sukelia pagrindinius NMDA encefalito simptomus – psichozę, atminties sutrikimus ir traukulius. Manto Vaišvilo nuotr.

Kaip atskirti pagydomas nervų sistemos ligas?

Dabar ši liga žinoma kaip NMDA receptorių encefalitas. Tai viena iš keliolikos labai retų žmogaus sveikatos būklių, vadinamų autoimuniniais encefalitais, kurias sukelia antikūnai, kovojantys prieš žmogaus nervų sistemos struktūras. Autoimuninius encefalitus sukeliančių antikūnų nustatymas mokslo laboratorijose atvėrė duris naujai mokslinei ir praktinei medicinos krypčiai, vadinamai neuroimunologija.

Ilgainiui, plėtojantis neuroimunologijai, pavyko suprasti, kad nors ir nedidelei, tačiau reikšmingai daliai pacientų, kuriems atsirado į Alzheimerio ar Parkinsono ligas, šizofreniją ar epilepsiją panašūs simptomai, galima nustatyti simptomus sukeliančius antikūnus ir sėkmingai taikyti gydymą, tikintis, kad žmogus iš dalies ar visiškai pasveiks. Kitaip sakant, nedidelė dalis pacientų iš plataus nepagydomų neurodegeneracinių ligų spektro serga potencialiai pagydoma liga – autoimuniniu encefalitu, savo simptomais primenančiu minėtas nervų sistemos ligas. Gali kilti klausimas – kaip iš daugybės nepagydomomis neurologinėmis ligomis sergančių pacientų atrinkti tuos, kurių liga yra pagydoma?

Klinikinėje praktikoje pradėti vykdyti tyrimai, leidžiantys nustatyti dalį antikūnų, galinčių sukelti autoimuninį encefalitą. Imtos taikyti kiek kitokios nei įprastai, daug paprastesnės metodikos šiems antikūnams nustatyti, siekiant pagerinti ir pagreitinti šių ligų diagnostiką. Nors tai buvo savotiškas medicinos mokslo perversmas, greitai suprasta, kad esamų tyrimų nepakanka, nes jie leidžia nustatyti tik labai ribotą antikūnų skaičių, o dalis tyrimų yra tokie netikslūs, kad apskritai neatskiria sveiko asmens nuo sergančio.

Pirmieji Baltijos šalyse pritaikėme patobulintą metodiką

Graužiko smegenų audinio tyrimai, skirti antikūnams nustatyti, yra laikomi aukso standartu diagnozuojant NMDA receptorių encefalitą, tačiau klinikinėje praktikoje nėra taikomi, nes paruošti smegenų audinį ir gauti patikimus rezultatus yra labai sudėtinga. Tačiau su šioje srityje dirbančiais kolegomis greitai supratome, kad kai kuriais atvejais ši metodika yra vienintelė, ir ėmėmės ją tobulinti.

Maždaug prieš metus pirmieji Baltijos šalyse pradėjome pelių smegenų audinio tyrimus taikydami tik keliolikoje pasaulio šalių naudojamą graužikų smegenų paruošimo metodiką. Paprastai sakant, paruoštus labai plonus graužiko smegenų pjūvius, naudodami daugybę cheminių reakcijų, sujungiame paciento, kuriam įtariamas autoimuninis encefalitas, biologine medžiaga, dažniausiai smegenų skysčiu. Jeigu biologinėje medžiagoje yra antikūnas, graužiko smegenyse jis randa savo taikinį, kurį vadiname antigenu ir kuris sudaro antikūno ir antigeno kompleksą. Kiekvienas toks kompleksas unikalus, t. y. vienas konkretus antikūnas reaguoja su vienu konkrečiu antigenu „rakto ir spynos“ principu. Kad pamatytume, ar tariama „rakto ir spynos“ reakcija įvyko, prijungiame papildomą antikūną, kuris atpažįsta žmogaus antikūnus. Šis antikūnas, vadinamas antriniu, paprastai turi fluorescencinių savybių, o tai reiškia, kad, apšvietę tam tikro šviesos spektro spinduliais tokį antigeno, antikūno ir antrinio antikūno kompleksą, matysime šio komplekso švytėjimą. Iš to, kókios struktūros graužiko smegenyse švyti, galime spręsti apie tai, koks antikūnas yra biologinėje medžiagoje.

Graužiko smegenų vaizdas pro plataus lauko mikroskopą. Viktorijos Kralikienės ir Manto Vaišvilo nuotr.

Pirmą kartą Lietuvoje diagnozuota reta liga

Pradiniai graužikų smegenų audinio tyrimų rezultatai buvo džiuginantys. Vienas pirmųjų mėginių, kurie tirti šia metodika, buvo paimtas iš paciento, sergančio nežinomos kilmės labai greitai progresuojančiu koordinacijos sutrikimu. Visi įmanomi antikūnų ir vaizdiniai tyrimai susirgimo priežasties nepadėjo nustatyti, o prieš kelias savaites buvusio sveiko, darbingo amžiaus paciento būklė staigiai blogėjo – dėl smarkiai sutrikusios koordinacijos jis nebegalėjo savarankiškai atsikelti iš lovos ir vaikščioti.

Tik pritaikę graužiko smegenų antikūnų nustatymo metodiką pamatėme susirgimo priežastį – antikūną, sukeliantį nervų sistemos pažeidimą. Svarbu pažymėti, kad kai kurie antikūnai žmogaus organizme formuojasi kaip imuninės sistemos atsakas į onkologinę ligą. Vėžinės ląstelės tokiais atvejais savo paviršiuje turi identiškus nervų sistemai antigenus, todėl susiformavę antikūnai paskatina kovą ne tik su navikiniu, bet ir su sveiku žmogaus nervų sistemos audiniu. Tokias klinikines situacijas vadiname paraneoplastiniais neurologiniais sindromais. Tai reiškia, kad tam tikrų antikūnų nustatymas gydytojams yra labai stiprus indikatorius ieškoti galimos onkologinės ligos. Taip nutiko ir šio paciento atveju. Atradę antikūną, žinojome, ko tiksliai ieškoti ir kur. Taigi šis vienas tyrimas padėjo nustatyti dvi ligas – autoimuninį encefalitą ir jo atsiradimo priežastį – onkologinę ligą, kuri buvo diagnozuota laiku ir pacientas sėkmingai išgydytas. Negana to, toks antikūnas neabejotinai nustatytas pirmą kartą Lietuvoje, tikėtina, ir Baltijos šalyse, o pasaulyje tokių atvejų aprašyta mažiau nei 100. Taigi galima sakyti, kad dėl šių tyrimų Lietuvoje buvo diagnozuota nauja liga.

Pacientas metus laukė diagnozės, kuri buvo nustatyta per dvi dienas

Kitas pacientas, kuriam buvo pritaikyta graužiko smegenų antikūnų nustatymo metodika, buvo tiriamas metus laiko, bet net po daugybės kartotinių tyrimų, taikyto įvairaus pobūdžio gydymo ir mėnesių, praleistų ligoninės stacionaruose ir reabilitacijos skyriuose, nepavyko nustatyti ligos diagnozės. Pacientas diagnozės laukė daugiau nei metus, o tikslią ligos priežastį nustatėme per dvi dienas – tiek trunka paruošti mėginį iki jo peržiūros mikroskopu.

Iš pateiktų pavyzdžių aišku, kad naudojama metodika, nors ir turi daug potencialo, dar yra labiau mokslo objektas nei kasdienė medicininė praktika. Tačiau tikimasi, kad ši metodika bus tobulinama ir ateityje ją bus galima taikyti praktikoje plačiau.

Didelė dalis neurologinio ir psichiatrinio profilio ligų, tokių kaip epilepsija, demencija, judėjimo sutrikimai ar psichozės, yra progresuojančios ir nepagydomos, tačiau nedidelei daliai pacientų šias lėtines ligas primenančius simptomus sukelia jų pačių imuninės sistemos gaminami antikūnai. Atrandame daugiau galimybių ir tyrimo metodikų šiems antikūnams nustatyti, o tai padeda nors nedidelei, bet reikšmingai daliai pacientų kardinaliai keisti gydymą ir suteikia vilties pasveikti.

Svarbiausia, kad, panaudoję šią metodiką ir nustatę antikūną, veikiantį prieš žmogaus nervų sistemos struktūras, galime numatyti, ar autoimuninį encefalitą sukėlė vėžys, ir jeigu taip – kur jo ieškoti, kol jis dar labai ankstyvos stadijos. Šis tyrimas gali būti svarbus vėžiu sergantiems asmenims parenkant gydymą. Dalis preparatų nuo vėžio veikia skatindami žmogaus imuninę sistemą vėžį naikinti. Retos, bet galimos tokio gydymo komplikacijos yra autoimuniniai encefalitai. Tokiais atvejais galima metodiką naudoti antikūno tipui tikslinti ir gydymui koreguoti.