Dold anslutning upptäckt: Ny forskning länkar hjärninflammation till muskeltrötthet

Forskare vid Washington University har upptäckt att hjärninflammation kan orsaka muskeldysfunktion genom att frigöra ett protein som går till musklerna, vilket försämrar deras funktion. I experiment med fruktflugor och möss fann de att detta protein minskar energiproduktionen i muskelmitokondrier. Forskningen identifierade också möjliga sätt att blockera denna process, vilket kan hjälpa till att behandla eller förhindra muskelförtvining vid tillstånd som bakterieinfektioner, Alzheimers och långvarig covid. Kredit: SciTechDaily

En studie avslöjar att hjärninflammation leder till frisättning av ett protein som försämrar muskelfunktionen, vilket tyder på potentiella behandlingar för relaterad muskeltrötthet vid sjukdomar som Alzheimers och långvarig covid.

Infektioner och neurodegenerativa sjukdomar är kända för att orsaka hjärninflammation. Men patienter med hjärninflammation utvecklar ofta muskelproblem som till synes är oberoende av det centrala nervsystemet.

Nu har forskare vid Washington University School of Medicine i St Louis funnit att hjärninflammation frigör ett specifikt protein som går från hjärnan till musklerna, vilket orsakar en försämring av muskelfunktionen. Studien, utförd med fruktflugor och möss, har också identifierat sätt att blockera denna process. Detta kan ha betydande konsekvenser för att behandla eller förebygga muskelförtvining som ofta ses vid inflammatoriska sjukdomar som bakterieinfektioner, Alzheimers sjukdom och långvarig covid.

"Vi är intresserade av att förstå den mycket djupa muskeltröttheten som är förknippad med vissa vanliga sjukdomar", säger seniorförfattaren Aaron Johnson, PhD, docent i utvecklingsbiologi. "Vår studie tyder på att när vi blir sjuka, reser budbärarproteiner från hjärnan genom blodomloppet och minskar energinivåerna i skelettmuskulaturen. Det här är mer än en brist på motivation att flytta eftersom vi inte mår bra. Dessa processer minskar energinivåerna i skelettmuskulaturen, vilket minskar förmågan att röra sig och fungera normalt."

I sin studie, nyligen publicerad i Science Immunology, undersökte forskarna effekterna av hjärninflammation på muskelfunktionen genom att modellera tre sjukdomar: en bakteriell E. coli-infektion, en SARS-CoV-2-virusinfektion och Alzheimers. När hjärnan utsätts för inflammatoriska proteiner som är karakteristiska för dessa sjukdomar, ansamlas skadliga kemikalier som kallas reaktiva syrearter. De reaktiva syrearterna får hjärnceller att producera en immunrelaterad molekyl som kallas interleukin-6 (IL-6), som färdas genom hela kroppen via blodomloppet. Forskarna fann att IL-6 i möss - och motsvarande protein i fruktflugor - minskade energiproduktionen i musklernas mitokondrier, cellernas energifabriker.

Forskning från Washington University School of Medicine i St. Louis avslöjar hur hjärninflammation utlöser extrem muskelsvaghet över flera sjukdomar, inklusive virusinfektion, bakterieinfektion och Alzheimers sjukdom. Visade är fruktfluga muskler; den violetta färgningen är ett mått på hur väl mitokondrier i muskelceller producerar energi. Till vänster finns en frisk muskel, och till höger är en muskel exponerad för IL-6, en immunrelaterad molekyl som produceras av hjärnan som svar på infektioner eller kroniska sjukdomar. Kredit: Shuo Yang

"Flugor och möss som hade covid-associerade proteiner i hjärnan visade minskad motorisk funktion - flugorna klättrade inte så bra som de borde ha gjort, och mössen sprang inte lika bra eller lika mycket som kontrollmöss," sa Johnson . "Vi såg liknande effekter på muskelfunktionen när hjärnan exponerades för bakterieassocierade proteiner och Alzheimers protein amyloid beta. Vi ser också bevis för att denna effekt kan bli kronisk. Även om en infektion försvinner snabbt, förblir den minskade muskelprestandan många dagar längre i våra experiment."

Johnson, tillsammans med medarbetare vid University of Florida och första författaren Shuo Yang, PhD - som gjorde detta arbete som postdoktor i Johnsons labb - hävdar att samma processer sannolikt är relevanta för människor. Till exempel är den bakteriella hjärninfektionen meningit känd för att öka IL-6-nivåerna och kan associeras med muskelproblem hos vissa patienter. Bland covid-19-patienter har inflammatoriska SARS-CoV-2-proteiner hittats i hjärnan under obduktion, och många långa covid-patienter rapporterar extrem trötthet och muskelsvaghet även långt efter att den första infektionen har försvunnit. Patienter med Alzheimers sjukdom visar också ökade nivåer av IL-6 i blodet samt muskelsvaghet.