Miért olyan érdekes a veszettség?

Mi köze a veszettségnek az agykutatáshoz? Hát egyrészt a betegség jellegzetes tünetei az agyműködés megváltoztatása révén alakulnak ki, másrészt a veszettségvírus hasznosnak bizonyult az agyterületek összeköttetéseinek feltérképezésében is.

A veszettség egy vírusos megbetegedés, ami főleg nagyobb testű emlősöknél fordul elő. A betegség gyakorisága a nyugati társadalmakban elenyésző, azonban Afrikában és Ázsiában évente kb. 60 000 halált okoz. A fertőzés általában harapással terjed tovább, a fertőzött állatok nyálában nagy mennyiségben van jelen a vírus. A harapást követően egy darabig nem jelentkeznek tünetek, ez a lappangási idő, ami nagyon változatos: átlagosan 1-2 hónap, de 7 napos és 6 éves lappangási időt is leírtak már. A vírus ezután megkezdi a központi idegrendszer felé vezető útját: a bőrből vagy az izmokból az ezeket beidegző idegekbe jut és az idegsejtek szállító mechanizmusait felhasználva eljut egészen a gerincvelőbe, ahol az idegekben lévő sejtnyúlványokhoz tartozó sejttestek találhatók.

gv.png
A test idegeit létrehozó sejtnyúlványokhoz tartozó sejttestek a gerincvelőben (vagy a csigolyaközti dúcokban) helyezkednek el (Forrás).

A csigolyaközti dúcokba jutott vírusokat az immunrendszer felismerheti, a kialkuló gyulladás okozza az első tüneteket: fájdalom, viszketés vagy zsibbadás léphet fel a harapás helyén, illetve kialakul a láz, ami általában végigkíséri a betegség lefolyását. A gerincvelőből a vírus kb. 1 hét múlva eljut egészen az agyig és ekkor megjelennek a központi idegrendszeri tünetek: eleinte nyugtalanság, később álmatlanság, szorongás, zavarodottság és agresszió is jelentkezhet. Ezektől a tünetektől még jellegzetesebb a hidrofóbia (ez egyébként a betegség régies neve is): ha a beteget innivalóval kínálják vagy inni próbál a torok izmai görcsös összehúzódással reagálnak, ami intenzív fájdalommal jár. A dolog érdekessége az, hogy ez a vírus számára előnyös: a vírus a nyálmirigyekbe is eljut és nagy mennyiségben jelenik meg a nyálban, ami segíti a terjedését. Ha a beteg inna, vagy egyáltalán a nyálát lenyelné, azzal csökkenne a vírusok száma a szájüregben és így a továbbfertőzés valószínűsége is.

swallow_neuro
A nyeléshez szükséges izmokat az agyidegek idegzik be (V, VII, IX, X, XII), ezeket pedig más agytörzsi sejtcsoportok koordinálják (Forrás: Ertekin & Aydoglu, 2003).

A tünetek kialakulásának pontos folyamatát egyelőre nem ismerjük, de annyi biztos, hogy az agytörzs sejtjei nagy számban fertőződnek és ez adja a tünetek neurális mechanizmusaival kapcsolatos spekulációk alapját. A nyugtalanság, álmatlanság és akár a zavarodottság és agresszió hátterében is állhat az éberséget létrehozó agytörzsi idegsejtek fokozott aktivitása. A víziszony talán a nyelést létrehozó agytörzsi neuronok fertőződése révén alakul ki. A nyelést az agytörzsben található idegsejtcsoportok koordinálják: a torok izmait az agyidegek agytörzsi magjaiban elhelyezkedő neuronok idegzik be, tehát ezek okozzák az összehúzódásaikat és jól elkülönült sejtcsoportok hozzák létre a megfelelő mintázatot ezekben az összehúzódásokban. Elképzelhető, hogy ezen sejtcsoportok fokozott válaszkészsége görcsös rángásokat eredményez, amikor a beteg nyeléssel próbálkozik, a későbbi iszony pedig az első néhány kellemetlen élmény miatt alakul ki, egyszerű tanulás révén.  Mindenesetre elképesztő, hogy ilyen trükkösen képes befolyásolni az emlősagyat ez az egyszerű kis vírus (alig 12 000 bázispárból álló genommal rendelkezik, ami összesen 5 gént kódol).

rab_genome
A veszettségvírus teljes genomja 12 kbp és 5 gént kódol (Forrás).

A vírus azonban nem csak kórokozóként jelentős, az idegtudományban is hasznosítható, mivel az idegsejtről idegsejtre haladva fertőz. Ha a vírust egy adott agyterületre fecskendezik be, akkor a beadás helye mellett olyan agyterületeken fog még megjelenni, amelyek neuronjai a beadás helyére küldenek nyúlványokat. A vírus terjedését géntechnológiai módszerekkel korlátozni is lehet, így nem lesznek képesek a fertőzött neuronokból tovább haladni, ami azért hasznos, mert így biztosan csak olyan sejteket jelölnek, amik küldenek nyúlványokat az adott területre és nem csak közvetett kapcsolatban vannak vele. Ezt az eljárást egyébként retrográd pályakövetésnek nevezik, mert az idegsejtek retrográd szállítómechanizmusát, vagyis a nyúlványoktól a sejttest felé haladó forgalmat használja ki.

retrograde_tracing.png
Retrográd pályakövetés veszettségvírussal egy patkány agyában (Guo és mtsai., 2015).

A veszettségvírus tehát egyszerűsége ellenére meglepően specifikus tüneteket képes produkálni a központi idegrendszerben, ezek kialakulásának pontos mechanizmusa még máig ismeretlen. A vírus viszont hasznos is lehet a megfelelő kezekben: az idegtudósok az agyi összeköttetések feltérképezésére használhatják.