Иммунная система – лучший друг и главный враг мозга. Она защищает мозг от инфекции и заживляет поврежденные ткани, но также вызывает аутоиммунные заболевания и создает воспаление, приводящее к нейродегенерации
Два новых исследования на мышах предполагают, что двойная природа взаимоотношений между иммунной системой и мозгом может добраться до источника иммунных клеток, которые патрулируют мозговые оболочки. Команда исследователей из медицинской школы Вашингтонского университета неожиданно обнаружила, что многие иммунные клетки в мозговых оболочках происходят из костного мозга в черепе и мигрируют в мозг через специальные каналы, минуя кровь. Об этом пишет Science Daily.
Такие черепные иммунные клетки выступают как миротворцы, поддерживая здоровый статус-кво. А вот другие иммунные клетки, поступающие с потоком крови, только вредят. Они способны вызывать аутоиммунные заболевания и воспаление, и их становится больше с возрастом, при заболеваниях или травмах. Все это вместе раскрывает ключевой аспект связи между мозгом и иммунной системой, что может пояснить широкий ряд расстройств мозга.
«В наших знаниях был пробел по поводу практически любого неврологического заболевания, включая COVID», – говорит Джонатан Кипнис, профессор иммунологии и патологии. – «Мы знали, что иммунные клетки включены в неврологические состояния, но сейчас мы обнаружили новый, раннее не описанный источник этих клеток».
Кипнис и Марко Колонна, доктор медицинских наук, запустили два отдельных проекта, чтобы понять источник этих клеток. Кипнис сосредоточился на врожденной ветке иммунной системы, а Колонна – на адаптивной. Врожденные иммунные клетки отвечают за воспаление, которое помогает противиться инфекции и заживлять повреждения, но также может повреждать ткани и способствовать дегенеративным состояниям, таким, как болезни Альцгеймера и Паркинсона. Адаптивные иммунные клетки способны нацеливаться на вирусы и опухоли, но они также могут ошибочно попасть на здоровые ткани тела, приводя к аутоиммунным заболеваниям, таким, как рассеянный склероз.
Ученые проследили развитие В-клеток, продуцирующих антитела. Они обнаружили, что большинство В-клеток в мозговых оболочках возникали и созревали в костном мозгу черепа.
«В-клетки в костном мозгу черепа входят в контакт с центральной нервной системой и обучаются», – сказал Колонна. – «Этого бы не произошло, если бы они попали в кровь. Поскольку они находятся в непосредственном контакте с мозгом, они учатся быть толерантными к протеинам мозга».
Наряду с толерантными В-клетками, развивавшимися в черепе, исследователи также обнаружили популяцию В-клеток, попавших в мозговые оболочки из крови. Эти В-клетки не умеют игнорировать нормальные протеины центральной нервной системы. Некоторые из них могут ошибочно распознавать безобидные протеины ЦНС как чужеродные и вырабатывать против них антитела. Более того, количество этих кровяных В-клеток возрастает с возрастом, объясняя, почему риск нервно-иммунных состояний выше у пожилых людей.
В это время команда Кипниса искала источник менингеальных миелоидных клеток, группы врожденных иммунных клеток.
Ученые обнаружили, что миелоидные клетки появляются в костном мозгу черепа и позвоночника и поступают в мозговые оболочки по прямым каналам через кость.
Используя модели мышей, Кипнис и его коллеги обнаружили, что миелоидные клетки стремятся в мозг и позвоночник в ответ на травму или болезнь. Большинство поступающих клеток оттягиваются из основной популяции миелоидных клеток в мозговые оболочки. Они должны регулировать и модулировать иммунный ответ. Но некоторые миелоидные клетки приходят из крови, и они способны причинить вред без надлежащего контроля.
Читайте еще: Два штамма человеческого гриппа могли исчезнуть
«Понимание источника и поведения этих клеток – критическая часть понимания базовых механизмов нервно-иммунных взаимодействий, так что мы можем разработать новые терапевтические подходы для неврологических состояний, связанных с воспалениями», – сказал Кипнис. – «Расположение этих клеток в черепе делает их сравнительно доступными, и открывает возможность разработки терапии для изменения поведения этих клеток и лечения нервно-иммунных заболеваний».