Как хорошо укрепленный штаб, наш мозг пользуется особой защитой от того, что циркулирует в остальной части нашего тела через гематоэнцефалический барьер. Эта высокоселективная граница гарантирует, что прохождение крови в мозг строго регулируется.
Гематоэнцефалический барьер также отделяет мозг от иммунной системы нашего организма, поэтому в нем есть собственные резидентные иммунные клетки, называемые микроглией, которые вызывают воспаление и восстановление тканей. Микроглия попадает в мозг во время эмбрионального развития, и позже популяция становится самообновляющейся.
Тем не менее, белые кровяные тельца, которые являются частью нашей иммунной системы, играют роль в различных заболеваниях головного мозга, включая рассеянный склероз, болезнь Альцгеймера и Паркинсона или инсульт. Можно ли найти белые кровяные тельца и в здоровом мозге, и что они могут там делать, является предметом интенсивных споров. Междисциплинарная группа ученых под руководством проф. Адриан Листон (Институт Бабрахама и VIB-KU Leuven) решил найти ответы.
Лейкоциты в головном мозге
«Заблуждение о лейкоцитах происходит от их названия», – объясняет доктор Оливер Бертон (Институт Бабрахама). «Эти« иммунные клетки »присутствуют не только в крови. Они постоянно циркулируют по нашему телу и проникают во все наши органы, включая, как оказалось, мозг. Мы только начинаем понимать, что делают белые кровяные тельца, когда они покидают кровь. Это исследование показывает, что они действуют как посредники, передавая информацию от остального тела в среду мозга "
Команда количественно оценила и охарактеризовала небольшую, но отличную популяцию резидентных в головном мозге Т-хелперных клеток, присутствующих в тканях мозга мыши и человека.
Т-клетки – это особый тип лейкоцитов, специализирующийся на сканировании поверхности клеток на предмет наличия инфекции и запуска соответствующего иммунного ответа. Новые технологии позволили исследователям детально изучить клетки, в том числе процессы, посредством которых циркулирующие Т-клетки попали в мозг и начали развивать особенности резидентных в головном мозге Т-клеток.
Д-р Карлос Рока (Институт Бабрахама): «Наука становится все более междисциплинарной.
Здесь мы использовали опыт не только из иммунологии, нейробиологии и микробиологии, но также из информатики и прикладной математики. Новые подходы к анализу данных позволяют нам достичь гораздо более глубокого понимания биологии белых кровяных телец, обнаруженных нами в головном мозге."
Эволюционная роль
Когда Т-хелперы отсутствуют в головном мозге, ученые обнаружили, что резидентные иммунные клетки – микроглия – в мозге мышей остаются в подвешенном состоянии между стадиями развития плода и взрослого человека.
По наблюдениям, мыши, лишенные Т-клеток головного мозга, показали множественные изменения в своем поведении. Анализ указывает на важную роль резидентных в головном мозге Т-клеток в развитии мозга.
Если Т-клетки участвуют в нормальном развитии мозга у мышей, то же может быть и у людей?
«У мышей волна проникновения иммунных клеток при рождении запускает переключение в развитии мозга», – говорит Листон. «У людей беременность намного дольше, чем у мышей, и мы не знаем, когда иммунные клетки попадают в мозг. Это происходит до рождения?
Это отложено до рождения? Способствовало ли изменение времени вступления в исследование развитию улучшенных когнитивных способностей у людей??"
Результаты открывают целый ряд новых вопросов о том, как взаимодействуют мозг и наша иммунная система. "Было действительно интересно работать над этим проектом.
Мы так много узнаем о том, как наша иммунная система может изменить наш мозг и как наш мозг изменяет нашу иммунную систему. Эти два аспекта взаимосвязаны гораздо сильнее, чем мы думали ранее », – говорит д-р Эмануэла Пашиуто (VIB-KU Leuven).
По словам Листона, исследование также устанавливает связь с микробиомом кишечника: «В настоящее время существует множество связей между бактериями в нашем кишечнике и различными неврологическими состояниями, но без каких-либо убедительных объяснений того, что их связывает.
Мы показываем, что лейкоциты модифицируются кишечными бактериями, а затем переносим эту информацию с собой в мозг. Это может быть путь, по которому микробиом кишечника влияет на мозг."
Взятые вместе, результаты способствуют более широкому признанию роли иммунных клеток в головном мозге и проливают новый свет на их участие в ряде неврологических заболеваний.