Bariera krew-mózg stanowi jeden z najważniejszych mechanizmów ochronnych ośrodkowego układu nerwowego przed patogenami krążącymi we krwi. W przypadku kleszczowego zapalenia mózgu, przekroczenie tej bariery przez wirus TBEV jest kluczowym momentem determinującym rozwój objawów neurologicznych1.
Trzecia bariera kontroluje wnikanie wirusa do ośrodkowego układu nerwowego, na przykład przez barierę krew-mózg. Jeśli zostanie pokonana, wirus będzie replikować się w neuronach i powodować zapalenie mózgu i opon mózgowo-rdzeniowych1. TBEV jest wirusem neurotropowym, a neuropatogeneza zależy od zdolności wirusa do wnikania do ośrodkowego układu nerwowego i rozprzestrzeniania się1.
Proponowane mechanizmy neuroinwazji
Chociaż proces ten był intensywnie badany w przypadku infekcji wirusem Zachodniego Nilu (WNV), nie wiadomo, w jaki sposób TBEV dociera do ośrodkowego układu nerwowego, ale rozpad bariery krew-mózg jest mało prawdopodobny, ponieważ replikacja wirusa jest wykrywalna w mózgu przed zaburzeniem bariery krew-mózg1.
Ogólne mechanizmy inwazji ośrodkowego układu nerwowego przez wirusy neurotropowe obejmują rozpad bariery krew-mózg, infekcję komórek śródbłonka mózgowego, wydzielanie wirusa z komórek naczyniówkowych, transport aksonalny przez neurony receptorowe węchowe, transport wsteczny wzdłuż aksonów nerwów obwodowych lub transport przez mechanizmy konia trojańskiego, w których wirus jest transportowany przez zakażone komórki1.
Mechanizm „konia trojańskiego”
Jednym z najważniejszych mechanizmów inwazji ośrodkowego układu nerwowego jest mechanizm „konia trojańskiego”. Polega on na migracji zakażonych komórek immunologicznych, takich jak komórki dendrytyczne, makrofagi, neutrofile, monocyty i limfocyty T z wirusem TBEV, do ośrodkowego układu nerwowego, gdzie prowadzą do zakażenia neuronów i innych komórek w rdzeniu kręgowym i mózgu23.
Ten mechanizm jest szczególnie istotny, ponieważ wykorzystuje naturalną zdolność niektórych komórek immunologicznych do przekraczania bariery krew-mózg. Komórki dendrytyczne, makrofagi i inne komórki układu immunologicznego mogą w normalnych warunkach migrować przez barierę krew-mózg w ramach nadzoru immunologicznego, ale w przypadku infekcji TBEV stają się one nośnikami wirusa.
Infekcja komórek śródbłonka mózgowego
Wnikanie TBEV do ośrodkowego układu nerwowego prawdopodobnie następuje na kilka sposobów, przy czym infekcja i replikacja w komórkach śródbłonka naczyń mózgowych (BMEC) i transport wsteczny aksonalny są prawdopodobnie najistotniejsze4. Komórki śródbłonka naczyń mózgowych stanowią fizyczną barierę między krwią a tkanką mózgową i ich zakażenie może prowadzić do bezpośredniego uwolnienia wirusa do tkanki nerwowej.
Infekcja tych komórek może również prowadzić do zaburzeń integralności bariery krew-mózg, co ułatwia dalsze rozprzestrzenianie się wirusa i komórek immunologicznych do ośrodkowego układu nerwowego. Proces ten może być wspomagany przez działanie cytokin prozapalnych produkowanych w odpowiedzi na infekcję.
Rola cytokin w zaburzeniu bariery krew-mózg
Zakłada się, że zarówno mechanizmy immunologiczne, jak i nieimmunologiczne mogą przyczyniać się do inwazji ośrodkowego układu nerwowego przez TBEV, umożliwiając przejście TBEV przez barierę krew-mózg5. Proces ten może być ułatwiany przez cytokiny TNF-α i IL-6, ponieważ mogą one powodować zaburzenia bariery krew-mózg ze względu na ich modulujący wpływ na przepuszczalność komórek śródbłonka2.
Cytokiny prozapalne, produkowane jako część odpowiedzi immunologicznej na infekcję, mogą zwiększać przepuszczalność bariery krew-mózg poprzez wpływ na połączenia międzykomórkowe między komórkami śródbłonka naczyń mózgowych. To z kolei ułatwia przechodzenie wirusa i komórek immunologicznych do tkanki mózgowej.
Transport wzdłuż nerwów obwodowych
Innym proponowanym mechanizmem neuroinwazji jest transport wsteczny wzdłuż aksonów nerwów obwodowych14. Ten mechanizm wykorzystuje naturalną zdolność niektórych wirusów do przemieszczania się wzdłuż aksonów nerwowych w kierunku ciała komórki nerwowej.
Transport aksonalny może następować przez neurony receptorowe węchowe lub inne nerwy obwodowe, które mają połączenie z ośrodkowym układem nerwowym. Ten mechanizm może być szczególnie istotny w przypadkach, gdy wirus dostaje się do organizmu przez drogi oddechowe lub pokarmowe, chociaż w przypadku TBEV główną drogą zakażenia pozostaje ukąszenie kleszcza.
Znaczenie neurotropizmu TBEV
TBEV wykazuje silne powinowactwo do tkanki neuronalnej i jest neuroinwazyjny6. Jednak dokładny mechanizm, za pomocą którego TBEV przekracza barierę do ośrodkowego układu nerwowego, nie jest jasny6. Ta neuroinwazyjność jest kluczową cechą wirusa, która determinuje jego zdolność do wywoływania ciężkich objawów neurologicznych.
Istnieje kilka proponowanych mechanizmów przełamywania przez TBEV bariery krew-mózg: 1) mechanizm „konia trojańskiego”, w którym TBEV uzyskuje dostęp do ośrodkowego układu nerwowego podczas infekcji komórki immunologicznej, która przechodzi przez barierę krew-mózg; 2) zaburzenie i zwiększona przepuszczalność bariery krew-mózg przez cytokiny immunologiczne; 3) poprzez infekcję neuronów węchowych; 4) poprzez transport wsteczny wzdłuż nerwów obwodowych do ośrodkowego układu nerwowego; 5) infekcja komórek, które stanowią część bariery krew-mózg6.
Konsekwencje przekroczenia bariery krew-mózg
Infekcja ośrodkowego układu nerwowego powoduje drugą fazę w klasycznym dwufazowym wzorcu infekcji związanym z podtypem europejskim. Choroba ośrodkowego układu nerwowego ma charakter immunopatologiczny; uwolnienie cytokin zapalnych w połączeniu z działaniem cytotoksycznych limfocytów T CD8+ i prawdopodobnie komórek NK skutkuje stanem zapalnym i apoptozą zakażonych komórek, co jest odpowiedzialne za wiele objawów dotyczących ośrodkowego układu nerwowego6.
Po przekroczeniu bariery krew-mózg i wniknięciu do ośrodkowego układu nerwowego, TBEV wywołuje charakterystyczne zmiany patologiczne, w tym bezpośrednie uszkodzenie neuronów, naciekanie komórek immunologicznych, aktywację mikrogleju i procesy demielinizacyjne. Te zmiany prowadzą do rozwoju objawów neurologicznych charakterystycznych dla kleszczowego zapalenia mózgu, takich jak zapalenie mózgu, opon mózgowo-rdzeniowych czy rdzenia kręgowego.





















