เปิดกลไกไวรัส EV-A71 ก่อโรคมือ เท้า ปากรุนแรง พบถุงนาโนทำลายแนวกั้นสมอง

ดร.อนันต์ จงแก้ววัฒนา นักไวรัสวิทยา ไบโอเทค สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โพสต์ผ่านเฟซบุ๊ก Anan Jongkaewwattana อธิบายถึงงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications ซึ่งเปิดเผยกลไกสำคัญที่ช่วยไขปริศนาว่า ไวรัส EV-A71 สามารถเดินทางจากอวัยวะส่วนปลายของร่างกาย เช่น ทางเดินอาหาร เข้าสู่สมองได้อย่างไร ทั้งที่สมองมีแนวกั้นระหว่างเลือดและสมอง หรือ Blood-Brain Barrier (BBB) ทำหน้าที่เสมือนเกราะป้องกันระบบประสาทส่วนกลาง

 

Anan Jongkaewwattana

ผลการศึกษาพบว่า ไวรัสไม่ได้ทำลายแนวกั้นสมองด้วยอนุภาคของตัวเองโดยตรง แต่กลับอาศัยระบบการสื่อสารระหว่างเซลล์ของร่างกายมนุษย์เป็นช่องทางสำคัญในการเปิดทางเข้าสู่สมอง

พบถุงนาโนจากเซลล์ติดเชื้อ ส่งสัญญาณทำลายแนวกั้นสมอง

ทีมวิจัยพบว่า เมื่อเซลล์บริเวณรอบนอกของร่างกายติดเชื้อไวรัส EV-A71 เซลล์เหล่านั้นจะปล่อย Extracellular Vesicles (EVs) หรือถุงขนาดเล็กระดับนาโนเข้าสู่กระแสเลือดเพิ่มขึ้นเป็นจำนวนมาก โดยปกติถุง EVs มีหน้าที่สำคัญในการขนส่งสารชีวโมเลกุลระหว่างเซลล์ แต่เมื่อเกิดการติดเชื้อ ถุงเหล่านี้กลับมีโมเลกุลที่เรียกว่า microRNA-30 และ microRNA-34 อยู่ในปริมาณสูงเป็นพิเศษ

เมื่อถุง EVs เดินทางไปถึงหลอดเลือดสมอง โมเลกุล microRNA ทั้งสองชนิดจะถูกส่งเข้าสู่เซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดสมอง และเข้าไปยับยั้งวิถีสัญญาณ Notch1 ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการรักษาความแข็งแรงและความสมบูรณ์ของรอยต่อระหว่างเซลล์หลอดเลือด

เมื่อวิถีสัญญาณ Notch1 ถูกยับยั้ง โปรตีนที่ทำหน้าที่เชื่อมรอยต่อระหว่างเซลล์หลอดเลือดจะลดจำนวนลงและเกิดความเสียหาย ส่งผลให้แนวกั้นระหว่างเลือดและสมองสูญเสียความแข็งแรง รอยต่อที่เคยแนบสนิทเริ่มแยกออกจนเกิดการรั่วซึม เปิดช่องให้อนุภาคไวรัส EV-A71 สามารถเล็ดลอดผ่านเข้าสู่ระบบประสาทส่วนกลางได้ง่ายขึ้น

กลไกดังกล่าวแสดงให้เห็นว่า ไวรัสสามารถอาศัยถุง EVs ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบสื่อสารระหว่างเซลล์ในร่างกาย เพื่อส่งสัญญาณที่ทำให้เกราะป้องกันสมองอ่อนแอลง และเพิ่มโอกาสในการบุกรุกเข้าสู่เนื้อเยื่อสมอง

ฟื้นฟูสัญญาณ Notch1 ช่วยลดไวรัสเข้าสมอง เพิ่มการรอดชีวิตในหนูทดลอง

ดร.อนันต์ ระบุต่อว่า เพื่อยืนยันความเชื่อมโยงของกลไกนี้ ทีมวิจัยได้ทดลองกระตุ้นวิถีสัญญาณ Notch1 ให้กลับมาทำงานอีกครั้ง โดยใช้โมเลกุลที่ชื่อว่า JAG1 ทั้งในแบบจำลองเซลล์สามมิติและในหนูทดลองแรกเกิด

ผลการทดลองพบว่า การฟื้นฟูสัญญาณ Notch1 ช่วยซ่อมแซมรอยต่อของเซลล์เยื่อบุหลอดเลือดให้กลับมาแนบสนิท ลดการรั่วซึมของแนวกั้นสมองได้อย่างมีนัยสำคัญ และลดปริมาณไวรัสที่เล็ดลอดเข้าสู่สมองเพื่อทำลายเนื้อเยื่อ นอกจากนี้ ยังช่วยเพิ่มอัตราการรอดชีวิตของสัตว์ทดลองได้ด้วย

ที่สำคัญ การกระตุ้นสัญญาณ Notch1 ดังกล่าวไม่ได้ส่งผลกระทบต่อการแบ่งตัวของไวรัสในลำไส้ แสดงให้เห็นว่าแนวทางนี้มุ่งเน้นไปที่การเสริมความแข็งแรงของแนวกั้นสมอง มากกว่าการยับยั้งไวรัส ณ จุดที่เริ่มติดเชื้อ

ผลการทดลองดังกล่าวยังเป็นหลักฐานจากแบบจำลองเซลล์และสัตว์ทดลอง จึงยังต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อประเมินความปลอดภัยและประสิทธิผลก่อนนำไปพัฒนาเป็นแนวทางรักษาในผู้ป่วยจริง

พบ microRNA-30 และ microRNA-34 สูงในเด็กที่มีอาการทางระบบประสาทรุนแรง

นอกจากการทดลองในแบบจำลองแล้ว ทีมวิจัยยังวิเคราะห์ตัวอย่างเลือดจากผู้ป่วยเด็กที่เป็นโรคมือ เท้า ปาก เพื่อศึกษาความเกี่ยวข้องของกลไกนี้ในมนุษย์

ผลการตรวจพบว่า ระดับ microRNA-30 และ microRNA-34 ภายในถุง EVs ในซีรัมของผู้ป่วยที่มีอาการทางระบบประสาทรุนแรงเพิ่มสูงขึ้นอย่างชัดเจน เมื่อเปรียบเทียบกับผู้ป่วยที่มีอาการเพียงเล็กน้อยและเด็กที่มีสุขภาพดี

การค้นพบนี้สนับสนุนความสำคัญของโมเลกุลทั้งสองชนิดต่อกระบวนการเกิดโรครุนแรง และชี้ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการนำระดับ microRNA-30 และ microRNA-34 ภายในถุง EVs มาใช้เป็นตัวบ่งชี้เพื่อประเมินความเสี่ยงของผู้ป่วยที่อาจเกิดภาวะแทรกซ้อนทางระบบประสาทตั้งแต่ระยะแรกเริ่ม อย่างไรก็ตาม ยังจำเป็นต้องศึกษายืนยันเพิ่มเติมก่อนนำไปใช้เป็นเครื่องมือประเมินความเสี่ยงทางคลินิก

เปิดแนวทางใหม่ในการป้องกันภาวะแทรกซ้อนทางสมองจาก EV-A71

การค้นพบครั้งนี้ไม่เพียงช่วยอธิบายกลไกที่ไวรัส EV-A71 ใช้บุกรุกระบบประสาทส่วนกลาง แต่ยังเปิดโอกาสให้เกิดการพัฒนาแนวทางใหม่ในการรับมือกับโรคมือ เท้า ปากที่มีความเสี่ยงต่อภาวะแทรกซ้อนรุนแรง

แนวทางที่น่าสนใจประกอบด้วยการตรวจวัดระดับ microRNA-30 และ microRNA-34 ในถุง EVs เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ในการประเมินความเสี่ยงของผู้ป่วย รวมถึงการพัฒนาวิธีรักษาที่มุ่งปกป้องและฟื้นฟูความแข็งแรงของแนวกั้นระหว่างเลือดและสมอง ควบคู่ไปกับการรักษาทางการแพทย์ในอนาคต

แม้โรคมือ เท้า ปากส่วนใหญ่จะมีอาการไม่รุนแรงและหายได้เอง แต่การติดเชื้อ EV-A71 อาจทำให้เกิดภาวะแทรกซ้อนทางระบบประสาทที่อันตรายได้ การทำความเข้าใจกลไกการบุกรุกสมองจึงเป็นก้าวสำคัญในการค้นหาวิธีประเมินความเสี่ยงและพัฒนาการรักษาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในอนาคต