โรคพิษสุนัขบ้ากระตุ้นให้เกิดพฤติกรรมคลุ้มคลั่งได้อย่างไร

การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสารScientific Reportsแสดงให้เห็นว่าไวรัสพิษสุนัขบ้าชิ้นเล็ก ๆ สามารถจับและยับยั้งตัวรับบางตัวในสมองที่มีบทบาทสำคัญในการควบคุมพฤติกรรมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้อย่างไร สิ่งนี้รบกวนการสื่อสารในสมองและกระตุ้นให้เกิดพฤติกรรมที่คลั่งไคล้ซึ่งเอื้อต่อการแพร่กระจายของไวรัส Dr. Karsten Hueffer ผู้เขียนหลักและศาสตราจารย์ด้านจุลชีววิทยาสัตวแพทย์แห่งมหาวิทยาลัย Alaska Fairbanks กล่าวว่า เขาหวังว่าการค้นพบนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจและรักษาโรคติดเชื้อไวรัสได้ดียิ่งขึ้น “ผู้แพร่เชื้อจำนวนมากเปลี่ยนพฤติกรรมในโฮสต์ของพวกเขา แต่เราไม่เข้าใจว่าพวกมันทำสิ่งนี้ได้อย่างไร” เขากล่าว "การศึกษาของเราให้รายละเอียดเกี่ยวกับกลไกระดับโมเลกุลเป็นครั้งแรกว่าเชื้อที่ติดเชื้อก่อให้เกิดพฤติกรรมเฉพาะอย่างไร" Hueffer กล่าวว่า แม้ว่าการฉีดวัคซีนป้องกันโรคพิษสุนัขบ้าจะได้รับการพัฒนาขึ้นครั้งแรกในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 แต่นักวิทยาศาสตร์ก็พยายามดิ้นรนที่จะอธิบายว่าไวรัสสามารถกระตุ้นให้สัตว์มีพฤติกรรมก้าวร้าวเช่นสุนัขได้อย่างไร ซึ่งมีส่วนในการแพร่เชื้อพิษสุนัขบ้าถึง 99 เปอร์เซ็นต์สู่คน ประมาณการขององค์การอนามัยโลก “ไวรัสพิษสุนัขบ้ามียีนเพียง 5 ยีน และข้อมูลน้อยมาก” เขากล่าว "สุนัขมียีนมากกว่า 20,000 ยีนที่มีระบบภูมิคุ้มกันและระบบประสาทส่วนกลางที่ซับซ้อน แต่ไวรัสนี้สามารถโปรแกรมพฤติกรรมของสุนัขซ้ำได้ ดังนั้นมันจึงหมดความกลัว กลายเป็นก้าวร้าวและกัด ซึ่งทำให้ไวรัสสามารถแพร่กระจายผ่านทางน้ำลายของสุนัขได้" Hueffer กล่าวว่าการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันดีและเชื่อมโยงเข้ากับเรื่องเล่าของชาวอเมริกัน ในนวนิยายเรื่อง "Old Yeller" ทราวิสต้องทิ้งสุนัขอันเป็นที่รักของเขาหลังจากที่มันถูกหมาป่าคลั่งกัดและติดเชื้อ ใน "To Kill a Mockingbird" Atticus Finch ถูกเรียกให้ยิงสุนัขบ้า “กระนั้น พฤติกรรมนี้ศึกษาได้ง่ายกว่าตัวไวรัสเอง” ฮิวเฟอร์กล่าว เขากล่าวว่าการศึกษาโรคพิษสุนัขบ้าในสมองเป็นเรื่องยากเพราะไวรัสโรคพิษสุนัขบ้าไม่ได้เปลี่ยนแปลงสมองในลักษณะที่บอกได้มากนัก โดยปกติจะมีการอักเสบของสมอง แต่นักวิทยาศาสตร์ต้องเก็บตัวอย่างสมองและตรวจหาไวรัสพิษสุนัขบ้าโดยเฉพาะเพื่อยืนยันการติดเชื้อ การวิจัยก่อนหน้านี้ในทศวรรษที่ 1980 และ 1990 มุ่งเน้นไปที่วิธีที่ไวรัส โรคพิษสุนัขบ้า จับและโต้ตอบกับตัวรับของกล้ามเนื้อเฉพาะที่รับสัญญาณจากเส้นประสาทเพื่อควบคุมการหดตัวของกล้ามเนื้อ การวิจัยพบว่าโมเลกุลที่เรียกว่าไกลโคโปรตีนบนพื้นผิวของไวรัสพิษสุนัขบ้าสามารถจับกับตัวรับนิโคตินอะซิติลโคลีนในกล้ามเนื้อ จากนั้นไวรัสจะเข้าไปและจี้เซลล์กล้ามเนื้อและเซลล์ประสาท ซึ่งมันจะจำลองและเดินทางขึ้นเส้นประสาทเพื่อติดเชื้อในสมองและเนื้อเยื่ออื่นๆ งานวิจัยอื่น ๆ พบว่ามีสายของกรดอะมิโนภายในไกลโคโปรตีนจากพิษสุนัขบ้าซึ่งเกือบจะเหมือนกันกับลำดับกรดอะมิโนที่พบในพิษงูที่ยับยั้งตัวรับนิโคตินอะเซทิลโคลีน Hueffer กล่าวว่าเขาและผู้เขียนร่วม Marvin Schulte ตระหนักถึงความเชื่อมโยง Schulte ผู้เชี่ยวชาญด้านตัวรับนิโคตินเป็นอดีตศาสตราจารย์ UAF ที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์ในฟิลาเดลเฟีย "ดร. ชูลเต้และฉันรวมสองและสองเข้าด้วยกัน" Hueffer กล่าว "เรารู้ว่าตัวรับ nicotinic acetylcholine ซึ่งจับกับไวรัสในกล้ามเนื้อนั้นพบในสมองด้วย และเราสันนิษฐานว่าไวรัสสามารถจับกับตัวรับดังกล่าวได้ ถ้าพิษงูมีโครงสร้างคล้ายกับส่วนต่างๆ ของไวรัส และยับยั้ง ตัวรับเหล่านี้ เราคิดว่า บางทีไวรัสอาจยับยั้งตัวรับเหล่านี้ในสมอง นอกจากนี้ เราคิดว่าปฏิสัมพันธ์นี้อาจมีอิทธิพลต่อพฤติกรรม" จากนั้น Hueffer ได้ร่วมกับ Michael Harris ผู้เขียนร่วมอีกคนเพื่อพัฒนาการทดลองเพื่อแสดงให้เห็นว่าไกลโคโปรตีนของไวรัสพิษสุนัขบ้าเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมในสัตว์หรือไม่ Harris ซึ่งเคยเป็นสมาชิก UAF ปัจจุบันเป็นศาสตราจารย์ที่ California State University Long Beach “ไวรัสสะสมอยู่ในช่องว่างระหว่างเซลล์สมองในช่วงแรกของการติดเชื้อ” แฮร์ริสกล่าว "ช่องว่างเหล่านี้เป็นที่ที่เซลล์สมองสื่อสารกัน เราคิดว่าหากไวรัสสามารถจับกับตัวรับในช่องว่างเหล่านี้และเปลี่ยนวิธีการสื่อสารตามปกติของเซลล์สมอง ไวรัสสามารถเปลี่ยนพฤติกรรมของสัตว์ที่ติดเชื้อได้" การเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมนี้สามารถทำงานเพื่อประโยชน์ของไวรัส การเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของสัตว์ที่ติดเชื้อเพื่อเพิ่มโอกาสที่การติดเชื้อจะแพร่กระจายไปยังสัตว์อื่น ในการทดลองครั้งหนึ่ง Hueffer และเพื่อนร่วมงานได้ฉีดไกลโคโปรตีนของไวรัสโรคพิษสุนัขบ้าเข้าไปในสมองของหนู "เมื่อเราฉีดไกลโคโปรตีนจากไวรัสชิ้นเล็กๆ นี้เข้าไปในสมองของหนู หนูเหล่านี้เริ่มวิ่งไปทั่วมากกว่าหนูที่ได้รับการฉีดยาควบคุม" เขากล่าว "พฤติกรรมดังกล่าวสามารถพบเห็นได้ในสัตว์ที่ติดเชื้อพิษสุนัขบ้าเช่นกัน" Hueffer กล่าวว่านี่เป็นหลักฐานการทดลองชิ้นแรกที่แสดงให้เห็นกลไกระดับโมเลกุลที่กระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมเฉพาะในตัวโฮสต์ที่เอื้อต่อการแพร่กระจายของโรค แม้ว่าปัจจุบันโรคพิษสุนัขบ้าจะหายากในสหรัฐอเมริกาและสามารถป้องกันได้โดยการฉีดวัคซีน แต่ก็ไม่มีทางรักษาให้หายขาดได้เมื่อมีอาการเกิดขึ้น โรคไวรัสนี้ยังคงทำลายล้างพื้นที่ชนบทยากจนซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในแอฟริกาและเอเชีย ซึ่งขาดวิธีการฉีดวัคซีนสุนัขหรือให้การรักษาหากสงสัยว่าติดเชื้อ