Бешенство или рабиус представляет собой смертельное заболевание, вызываемое нейротропным вирусом Rabies lyssavirus из семейства Rhabdoviridae.

Это оболочечный вирус с несегментированным отрицательно-полярным одноцепочечным геномом РНК, который реплицируется в цитоплазме с помощью вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразы, транскрибирующей вирусные мРНК.

Вирус поражает центральную нервную систему млекопитающих, практически всегда приводя к летальному исходу.

Инфекция передается через слюну при укусе, после чего вирус инокулируется в ткани и связывается с рецепторами на нервных окончаниях, таких как никотиновые ацетилхолиновые рецепторы.

С помощью ретроградного аксонального транспорта вирусные частицы перемещаются от периферии к соме нейрона со скоростью от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в сутки. Достигнув головного и спинного мозга, вирус активно реплицируется в нейронах, вызывая энцефалит и нарушение функций ЦНС, а затем центробежно мигрирует к слюнным железам для обеспечения дальнейшей передачи.

Вирус поражает конкретные типы клеток, а именно пирамидные нейроны гиппокампа, клетки Пуркинье мозжечка и мотонейроны ствола головного мозга и спинного мозга, локализуясь в таких ключевых структурах, как лимбическая система, ствол мозга и кора больших полушарий.

За пределами нервной системы вирус инфицирует секреторные эпителиальные клетки слюнных желез. Процесс проникновения вируса в эпителий слюнных желез осуществляется посредством центробежного (антероградного) распространения из ЦНС по волокнам вегетативной нервной системы, где ключевую роль играет парасимпатическая иннервация, обеспечивающаяся преганглионарными парасимпатическими нейронами ствола головного мозга (например, из верхнего и нижнего слюноотделительных ядер), отростки которых подходят к железам и выделяют ацетилхолин.

Таким образом, вирус использует холинергические пути и механизмы синаптического контакта для перехода из терминалей нервных волокон непосредственно в секреторные эпителиоциты слюнных желез, что позволяет ему обильно концентрироваться в слюне.

Характерным проявлением поражения ствола мозга и лимбической системы становится гидрофобия или водобоязнь, возникающая из-за тяжелых, болезненных спазмов мышц гортани и глотки при попытке проглотить жидкость или даже при виде и звуке воды, что препятствует проглатыванию воды.

Иммунитет не справляется с инфекцией из-за гематоэнцефалического барьера, внутриклеточного перемещения вируса по нервным волокнам вне зоны досягаемости антител, а также способности вируса подавлять ранние воспалительные сигналы и избегать адаптивного иммунитета на начальных этапах. При этом резидентные макрофаги мозга микроглия реагируют на инфекцию сдержанно или дисфункционально, активируясь лишь частично и не вызывая полноценного защитного воспалительного ответа. Экстренная профилактика до появления симптомов — единственный способ спасения.

В нейронаучных исследованиях модифицированный вирус бешенства применяется для транссинаптического картирования и изучения нейронных сетей, так как удаление гена гликопротеина G позволяет создавать безопасные штаммы для ретроградного трассирования синаптических связей и визуализации нейроцитов с помощью флуоресцентных белков. Такие дефектные штаммы не представляют угрозы для ученых при соблюдении стандартных мер биобезопасности, поскольку потеря гликопротеина лишает их возможности совершать межклеточные скачки в организме человека, но лаборатории всё равно работают с ними в условиях максимальной осторожности и обязательной предварительной вакцинации персонала.