Immuunijärjestelmän tutkimus auttaa valaisemaan yllättävän mielen ja kehon yhteyden

Aivot ja keho eivät ole niin erillisiä kuin ihmiset ajattelevat. Tässä olemme havainneet, että immuunimolekyyli-IL-17-tuotetaan aivojen ympärillä olevilla immuunisoluilla, ja se voi vaikuttaa aivotoimintaan vuorovaikutuksen kautta neuronien kanssa vaikuttaakseen ahdistuneeseen käyttäytymiseen hiirillä. Selvitämme nyt, voisiko liika tai liian vähän IL-17:tä liittyä ihmisten ahdistukseen. "

Jonathan Kipnis, PhD, vanhempi kirjailija, Alan A. ja Edith L.Wolff arvostettu patologian ja immunologian professori ja neurokirurgian professori, neurologiasta ja neurotieteestä

IL-17 on sytokiini, signaloiva molekyyli, joka organisoi immuunivasteen infektiolle aktivoimalla ja ohjaamalla immuunisoluja. IL-17 on myös yhdistetty autismiin eläinkokeissa ja ihmisten masennukseen.

Kuinka immuunimolekyyli, kuten IL-17, voi vaikuttaa aivosairauksiin, kuitenkin, on mysteeri, koska aivoissa ei ole paljon immuunijärjestelmää, ja harvat siellä asuvat immuunisolut eivät tuota IL-17:tä. Mutta Kipnis, yhdessä ensimmäisen kirjailijan ja tutkijatohtorin Kalil Alves de Liman kanssa PhD, tajusi, että aivoja ympäröivät kudokset ovat täynnä immuunisoluja, heidän joukossa, pieni populaatio, joka tunnetaan gamma-delta-T-soluina, jotka tuottavat IL-17:ää. He päättivät määrittää, vaikuttavatko aivojen lähellä olevat gamma-delta-T-solut käyttäytymiseen. Kipnis ja Alves de Lima tekivät tutkimuksen ollessaan Virginian yliopiston lääketieteellisessä korkeakoulussa; molemmat ovat nyt Washingtonin yliopistossa.

Käyttämällä hiiriä, he havaitsivat, että aivokalvot ovat runsaasti gamma-delta-T-soluja ja että tällaiset solut, normaaleissa olosuhteissa, tuottaa jatkuvasti IL-17:tä, aivoja ympäröivien kudosten täyttäminen IL-17:llä.

Sen määrittämiseksi, vaikuttavatko gamma-delta-T-solut tai IL-17 käyttäytymiseen, Alves de Lima teki hiirille vakiintuneita muistitestit, sosiaalinen käyttäytyminen, ruokinta ja ahdistus. Hiiriä, joista puuttui gamma-delta-T-soluja tai IL-17, ei voitu erottaa hiiristä, joilla oli normaali immuunijärjestelmä, kaikilla toimenpiteillä paitsi ahdistuksella. Luonnossa, avoimet kentät jättävät hiiret alttiiksi saalistajille, kuten pöllöille ja haukoille, joten he ovat kehittäneet pelkoa avoimista tiloista.

Tutkijat tekivät kaksi erillistä testiä, joissa hiirille annettiin mahdollisuus päästä altistuneille alueille. Vaikka hiiret, joilla oli normaali määrä gamma-delta-T-soluja ja IL-17-tasoja, pysyivät enimmäkseen suojaavimmilla reunoilla ja suljetuilla alueilla testien aikana, hiiret, joilla ei ole gamma-delta-T-soluja tai IL-17:tä, pääsivät avoimille alueille, valppauden raukeaminen, jonka tutkijat tulkitsivat vähentyneen ahdistukseksi.

Lisäksi, tutkijat havaitsivat, että aivojen neuronien pinnalla on reseptoreita, jotka reagoivat IL-17:een. Kun tutkijat poistivat nämä reseptorit niin, että neuronit eivät pystyneet havaitsemaan IL-17:n läsnäoloa, hiiret osoittivat vähemmän valppautta. Tutkijoiden mukaan havainnot viittaavat siihen, että käyttäytymismuutokset eivät ole sivutuote vaan olennainen osa neuro-immuuniviestintää.

Vaikka tutkijat eivät altistaneet hiiriä bakteereille tai viruksille tutkiakseen tartunnan vaikutuksia suoraan, he pistivät eläimille lipopolysakkaridia, bakteerituote, joka saa aikaan voimakkaan immuunivasteen. Gamma-delta-T-solut hiirien aivojen ympärillä olevissa kudoksissa tuottivat enemmän IL-17:tä vastauksena injektioon. Kun eläimiä hoidettiin antibiooteilla, kuitenkin, IL-17:n määrä väheni, olettaen, että gamma-delta-T-solut voivat aistia normaalien bakteerien, kuten suoliston mikrobiomin, läsnäolon, samoin kuin hyökkäävät bakteerilajit, ja reagoida asianmukaisesti käyttäytymisen säätelyyn.

Tutkijat spekuloivat, että immuunijärjestelmän ja aivojen välinen yhteys olisi voinut kehittyä osana monivaiheista selviytymisstrategiaa. Lisääntynyt valppaus ja valppaus voivat auttaa jyrsijöitä selviytymään infektiosta estämällä käyttäytymistä, joka lisää infektion tai saalistamisen riskiä heikentyneessä tilassa, Alves de Lima sanoi.

"Immuunijärjestelmä ja aivot ovat todennäköisesti kehittyneet yhdessä, "Alves de Lima sanoi." Erityisten molekyylien valitseminen suojaamaan meitä immunologisesti ja käyttäytymiseen samanaikaisesti on fiksu tapa suojautua infektioilta. Tämä on hyvä esimerkki siitä, miten sytokiinit, joka pohjimmiltaan kehittyi taistelemaan taudinaiheuttajia vastaan, vaikuttavat myös aivoihin ja säätelevät käyttäytymistä. "

Tutkijat tutkivat nyt, kuinka aivokalvon gamma-delta-T-solut havaitsevat bakteerisignaaleja muista kehon osista. He myös tutkivat, miten IL-17-signalointi hermosoluissa muuttuu käyttäytymismuutoksiksi.

• Gut Microbiome Health Index erottaa terveen ja sairaan mikrobiomin
• RUDN-geneetikko löytää bifidobakteerisen proteiinin, joka voi vähentää tulehdusta COVID-19:ssä