Eine Studie des Immunsystems hilft, eine überraschende Verbindung zwischen Geist und Körper zu beleuchten

Neue Forschungen an der Washington University School of Medicine in St. Louis helfen, eine überraschende Verbindung zwischen Körper und Geist zu beleuchten. In Mäusen, Die Forscher fanden heraus, dass Immunzellen, die das Gehirn umgeben, ein Molekül produzieren, das dann von Neuronen im Gehirn absorbiert wird. wo es für normales Verhalten notwendig erscheint.

Die Ergebnisse, veröffentlicht am 14. September in Naturimmunologie , weisen darauf hin, dass Elemente des Immunsystems sowohl Geist als auch Körper beeinflussen, und dass das Immunmolekül IL-17 eine Schlüsselverbindung zwischen den beiden sein könnte.

Das Gehirn und der Körper sind nicht so getrennt, wie die Leute denken. Was wir hier gefunden haben, ist, dass ein Immunmolekül – IL-17 – von Immunzellen produziert wird, die sich in Bereichen um das Gehirn herum befinden. und es könnte die Gehirnfunktion durch Interaktionen mit Neuronen beeinflussen, um angstähnliches Verhalten bei Mäusen zu beeinflussen. Wir untersuchen jetzt, ob zu viel oder zu wenig IL-17 bei Menschen mit Angstzuständen in Verbindung gebracht werden könnte."

Jonathan Kipnis, Doktortitel, leitender Autor, der Alan A. und Edith L. Wolff Distinguished Professor of Pathology and Immunology und Professor für Neurochirurgie, der Neurologie und der Neurowissenschaften

IL-17 ist ein Zytokin, ein Signalmolekül, das die Immunantwort auf eine Infektion orchestriert, indem es Immunzellen aktiviert und dirigiert. IL-17 wurde auch in Tierstudien mit Autismus und Depressionen bei Menschen in Verbindung gebracht.

Wie ein Immunmolekül wie IL-17 Gehirnerkrankungen beeinflussen könnte, jedoch, ist ein Rätsel, da es im Gehirn kein großes Immunsystem gibt und die wenigen Immunzellen, die sich dort befinden, kein IL-17 produzieren. Aber Kipnis, zusammen mit Erstautorin und Postdoktorandin Kalil Alves de Lima, Doktortitel, erkannte, dass das Gewebe, das das Gehirn umgibt, von Immunzellen wimmelt, darunter, eine kleine Population, bekannt als Gamma-Delta-T-Zellen, die IL-17 produzieren. Sie wollten herausfinden, ob Gamma-Delta-T-Zellen in der Nähe des Gehirns einen Einfluss auf das Verhalten haben. Kipnis und Alves de Lima führten die Forschung während ihrer Zeit an der University of Virginia School of Medicine durch; beide sind jetzt an der Washington University.

Mit Mäusen, Sie entdeckten, dass die Hirnhäute reich an Gamma-Delta-T-Zellen sind und dass solche Zellen, unter normalen Bedingungen, produzieren kontinuierlich IL-17, Füllen der das Gehirn umgebenden Gewebe mit IL-17.

Um zu bestimmen, ob Gamma-Delta-T-Zellen oder IL-17 das Verhalten beeinflussen, Alves de Lima unterzog Mäuse etablierten Gedächtnistests, soziales Verhalten, Nahrungssuche und Angst. Mäuse, denen Gamma-Delta-T-Zellen oder IL-17 fehlten, waren von Mäusen mit normalem Immunsystem in allen Maßstäben außer bei Angst nicht zu unterscheiden. In der Wildnis, offene Felder lassen Mäuse Raubtieren wie Eulen und Falken ausgesetzt sein, Daher haben sie eine Angst vor offenen Räumen entwickelt.

Die Forscher führten zwei separate Tests durch, bei denen Mäusen die Möglichkeit gegeben wurde, exponierte Bereiche zu betreten. Während sich die Mäuse mit normalen Mengen an Gamma-Delta-T-Zellen und IL-17-Spiegeln während der Tests hauptsächlich an den schützenderen Rändern und geschlossenen Bereichen hielten, Mäuse ohne Gamma-Delta-T-Zellen oder IL-17 wagten sich in die offenen Gebiete, ein Mangel an Wachsamkeit, den die Forscher als verminderte Angst interpretierten.

Außerdem, Die Wissenschaftler entdeckten, dass Neuronen im Gehirn Rezeptoren auf ihrer Oberfläche haben, die auf IL-17 reagieren. Als die Wissenschaftler diese Rezeptoren entfernten, sodass die Neuronen das Vorhandensein von IL-17 nicht erkennen konnten, die Mäuse zeigten weniger Wachsamkeit. Die Forscher sagen, dass die Ergebnisse darauf hindeuten, dass Verhaltensänderungen kein Nebenprodukt, sondern ein wesentlicher Bestandteil der neuroimmunen Kommunikation sind.

Obwohl die Forscher Mäuse weder Bakterien noch Viren aussetzten, um die Auswirkungen einer Infektion direkt zu untersuchen, sie injizierten den Tieren Lipopolysaccharid, ein bakterielles Produkt, das eine starke Immunantwort hervorruft. Gamma-Delta-T-Zellen in den Geweben um das Gehirn der Mäuse produzierten als Reaktion auf die Injektion mehr IL-17. Wenn die Tiere mit Antibiotika behandelt wurden, jedoch, die Menge an IL-17 wurde reduziert, was darauf hindeutet, dass Gamma-Delta-T-Zellen das Vorhandensein normaler Bakterien erkennen könnten, wie sie das Darmmikrobiom bilden, sowie eindringende Bakterienarten, und angemessen reagieren, um das Verhalten zu regulieren.

Die Forscher spekulieren, dass sich die Verbindung zwischen Immunsystem und Gehirn als Teil einer mehrgleisigen Überlebensstrategie entwickelt haben könnte. Erhöhte Wachsamkeit und Wachsamkeit könnten Nagetieren helfen, eine Infektion zu überleben, indem sie Verhaltensweisen entmutigen, die das Risiko einer weiteren Infektion oder Prädation in einem geschwächten Zustand erhöhen. sagte Alves de Lima.

"Das Immunsystem und das Gehirn haben sich höchstwahrscheinlich gemeinsam entwickelt, ", sagte Alves de Lima. "Die Auswahl spezieller Moleküle, die uns gleichzeitig immunologisch und verhaltensmäßig schützen, ist ein intelligenter Weg, um sich vor Infektionen zu schützen. Dies ist ein gutes Beispiel dafür, wie Zytokine, die im Wesentlichen entwickelt wurde, um Krankheitserreger zu bekämpfen, wirken auch auf das Gehirn und modulieren das Verhalten."

Die Forscher untersuchen nun, wie Gamma-Delta-T-Zellen in den Hirnhäuten bakterielle Signale aus anderen Körperteilen erkennen. Sie untersuchen auch, wie sich die IL-17-Signalgebung in Neuronen in Verhaltensänderungen niederschlägt.

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