Лейкоциты - стражи иммунной системы
Множественные функции лейкоцитов и их популяций известны в разных органах и системах организма. Мозг защищен гематоэнцефалическим барьером (ГЭБ), который предотвращает быстрое проникновение в мозг инфекций и других посторонних химических веществ и соединений.
Лейкоциты являются частью иммунной системы организма. При увеличении их количества возникает воспаление – мощный механизм борьбы с инфекцией. При этом ГЭБ препятствует проникновению иммунных клеток в мозг.
Мозг обладает собственной иммунной системой, называемой клетками микроглии. Если клетки микроглии повреждаются, то происходит увеличение их количества, что ведет к развитию воспаления и восстановлению поврежденных тканей.
Несколько исследований доказали роль лейкоцитов в некоторых неврологических заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз и инсульт.
Исследователи объяснили, что никогда прежде не было никаких научных доказательств наличия лейкоцитов в здоровом мозге. Поэтому и сегодня этот вопрос остается спорным.
Во главе с профессором Адрианом Листоном группа ученых стремилась выяснить наличие и роль лейкоцитов в развитии мозга мышей и людей.
«Неправильное представление о лейкоцитах (белых клетках крови) происходит от их имени. Эти клетки не ограничиваются кровотоком. Эти иммунные клетки присутствуют не только в крови. Они постоянно циркулируют внутри нашего тела и проникают во все наши органы, включая, как выясняется, и мозг. Мы только начинаем понимать, что делают белые кровяные клетки, когда они покидают кровь. Это исследование показывает, что они действуют как посредник, передавая информацию из разных частей тела в мозг», - сказал Доктор Оливер Бертон, Институт Бабрахама
Команда ученых исследовала ткани мозга мышей и людей в своих лабораториях в поиске специфического типа лейкоцитов, называемых Т-клетками. Т-клетки активируются, когда на поверхности клеток присутствуют инфекционные агенты, и могут вызывать воспалительный и иммунный ответ при обнаружении микроорганизма.
Существует два основных типа таких клеток - Т-хэлперы и Т-киллеры. В этом исследовании ученые изучили, как Т-клетки попадают в мозг, и какие эксклюзивные функции помогают им стать резидентными Т-клетками.
По словам доктора Карлоса Рока, соавтора исследования Института Бабрахама: «Наука становится все более междисциплинарной. В этом исследовании мы соединили не только знания из области иммунологии, нейробиологии и микробиологии, но и из области компьютерных наук и прикладной математики. Новые подходы к анализу данных позволяют нам достичь более глубокого понимания биологии лейкоцитов, которые мы обнаружили в мозге».
В результате исследования была количественно оценена популяция Т-клеток в тканях мозга мышей и людей. Обнаружено, что они являются резидентными Т-клетками в тканях мозга - в отличие от того, как они представлены в других системах организма.
Команда показала, что клетки микроглии, которые должны были действовать как иммунные клетки в мозге, развивались не полностью, если Т-клетки отсутствовали в мозге мышей. Исследователи отметили, что есть особенности их количества и в зависимости от стадии развития плода и взрослого человека. Таким образом, было обнаружено, что эти резидентные Т-клетки играют роль в развитии клеток микроглии в головном мозге.
У мышей, у которых не было мозговых Т-клеток, также наблюдались поведенческие изменения, доказывающие, что Т-клетки играют важную роль в развитии мозга.
Доктор Emanuela Pasciuto, соавтор исследования VIB-KU Leuven, сказала: «Было очень интересно работать над этим проектом. Мы так много узнаем о том, как наша иммунная система может изменить наш мозг, и как наш мозг модифицирует нашу иммунную систему. Они гораздо более взаимосвязаны, чем мы думали раньше».
Профессор Адриан Листон добавил, что огромную роль играют и кишечные микробы: «В настоящее время существует множество связей между бактериями в нашем кишечнике и различными неврологическими условиями, но без каких-либо убедительных объяснений того, что их связывает. Мы показываем, что лейкоциты активируются кишечными бактериями, а затем переносят эту информацию в мозг. Это и может быть путь, по которому наш кишечный микробиом влияет на мозг».
Мнение специалиста: В результате этого интересного исследования можно предположить, что если роль этих иммунных клеток известна в здоровом мозге, то удастся лучше понять их роль в неврологических и нейродегенеративных прогрессирующих заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, рассеянный склероз и болезнь Паркинсона.
