«Это первое исследование, которое показывает вклад возрастной связи нервных клеток с Т-клетками в предрасположенность к развитию астмы у маленьких детей», – говорит старший автор исследования Синбин Ай, научный сотрудник Гарвардской больницы Brigham & Women’s Hospital и Массачусетской больницы общего профиля. «Поскольку астма часто начинается в раннем детстве, мы полагаем, что выявление механизмов заболевания, характерных для молодого возраста, обеспечит новые терапевтические цели для раннего вмешательства при астме."
Астма – это потенциально опасное для жизни хроническое заболевание, которое периодически воспаляется и сужает дыхательные пути в легких, вызывая хрипы, стеснение в груди, одышку и кашель. Хотя лечение и устранение триггеров окружающей среды может помочь контролировать симптомы, в настоящее время лекарства от этой болезни нет.
В Соединенных Штатах астмой страдают более 26 миллионов человек, в том числе около 6 миллионов детей. На самом деле это одна из самых распространенных хронических болезней детского возраста.
Ай и его коллеги подозревали, что нервная система, которая взаимодействует с иммунной системой для регулирования воспаления, может объяснить высокую распространенность астмы у детей. Поскольку нервная система продолжает развиваться после рождения, нейроны могут модулировать воспаление тканей в зависимости от возраста.
В новом исследовании Ай и его коллеги изучали роль развивающейся нервной системы в астме, характерной для раннего возраста. Исследователи обнаружили, что симпатические нервы, иннервирующие легкие мыши, в первую очередь вырабатывают дофамин в раннем постнатальном периоде жизни, но во взрослой жизни другой нейротрансмиттер, называемый норадреналином.
Аналогичная картина была очевидна при сравнении тканей легких и лимфатических узлов детей до 13 лет и взрослых в возрасте от 40 до 65 лет.
Кроме того, исследователи обнаружили, что дофамин, выделяемый симпатическими нервами, иннервирующими легкие, связывается с рецептором дофаминового нейромедиатора на CD4 + Т-хелперных клетках, способствуя их дифференцировке в усугубляющие астму клетки Th2, тем самым усиливая воспаление легких. Напротив, нервы, вырабатывающие норэпинефрин в легких взрослых, не имели такого эффекта.
Важно отметить, что результаты показывают сходство между мышами и людьми с точки зрения иннервации дофамин-продуцирующих нервов в ранних легких и реакции Т-клеток на дофамин.
В мышиных моделях воздействия аллергена путь дофамин-DRD4 значительно увеличивал воспаление Th2-клеток в легочной ткани новорожденных мышей, снижая избыточное производство слизи и гиперчувствительность дыхательных путей. Напротив, эти эффекты были либо не очевидны, либо были намного слабее у взрослых мышей, подвергшихся воздействию аллергенов.
Взятые вместе, эти результаты демонстрируют, что передача сигналов дофамин-DRD4 между симпатическими нервами и CD4 + Т-хелперами в легких играет важную роль в усилении аллергического воспаления в раннем возрасте.
Облегчая воспаление, нервы, продуцирующие дофамин, могут обеспечить раннее легкое механизмом восстановления тканей после инфекции, что может быть полезно, когда легкое незрелое и уязвимо для патогенов.
«Наши результаты подтверждают участие связи между нервами и иммунными клетками в предрасположенности к астме в раннем возрасте», – говорит Ай. "Важно подчеркнуть, что простое блокирование связи нервных и иммунных клеток не является хорошим решением, поскольку нервы играют важную роль в регулировании функций дыхательных путей, таких как дыхание. Нам нужно будет определить более конкретные пути вдоль оси нервно-иммунных клеток для терапевтического воздействия."
Для достижения этой цели исследователи намерены выявить мишени, которые можно использовать с наркотиками, чтобы нарушить связь нервных клеток с Т-клетками, которая нарушается при воздействии аллергена.
Они также оценят, влияет ли связанное с возрастом общение на прогрессирование астмы от детства до взрослого возраста, и если да, то как можно предотвратить прогрессирование заболевания. Еще одним направлением будущих исследований будет изучение того, как воздействие аллергена и вирусная инфекция могут повлиять на развитие нервов в легких, вызывая астму у детей.
«Мы надеемся, что наши результаты могут быть использованы для облегчения открытия конкретных биомаркеров для выявления аллергической астмы у детей и для прогнозирования тяжести и прогрессирования заболевания», – говорит Ай. «Кроме того, нацеливание на связь между симпатическими нервами и CD4 + Т-клетками через путь дофамин-DRD4 может быть стратегией борьбы с растущей распространенностью аллергической астмы у детей."