Als een sterk versterkt hoofdkwartier, onze hersenen genieten speciale bescherming tegen wat er in de rest van ons lichaam door de bloed-hersenbarrière circuleert. Deze zeer selectieve grens zorgt ervoor dat de doorgang van het bloed naar de hersenen strak wordt gereguleerd.
De bloed-hersenbarrière scheidt ook de hersenen van het immuunsysteem van ons lichaam, daarom heeft het zijn eigen immuuncellen, genaamd microglia, die ontstekingen en weefselherstel veroorzaken. Microglia arriveren in de hersenen tijdens de embryonale ontwikkeling, en later, de bevolking wordt zelfvernieuwend.
Nog, witte bloedcellen - die deel uitmaken van ons immuunsysteem - blijken een rol te spelen bij verschillende hersenziekten, waaronder multiple sclerose, De ziekte van Alzheimer en Parkinson of een beroerte. Of witte bloedcellen ook in gezonde hersenen voorkomen, en wat ze daar zouden kunnen doen, onderwerp van hevig debat geweest. Een interdisciplinair team van wetenschappers onder leiding van Prof. Adrian Liston (VIB-KU Leuven, Babraham Institute) op zoek naar de antwoorden.
Een misvatting over witte bloedcellen komt van hun naam. "Deze 'immuuncellen' zijn niet alleen aanwezig in het bloed, ze circuleren constant door ons lichaam en dringen al onze organen binnen, inclusief - naar het blijkt - de hersenen. We beginnen nog maar net te ontdekken wat witte bloedcellen doen als ze het bloed verlaten. Uit dit onderzoek blijkt dat ze fungeren als een tussenpersoon, het overbrengen van informatie van de rest van het lichaam naar de hersenomgeving."
Dr. Oliver Burton, Babraham Instituut
Het team kwantificeerde en karakteriseerde een kleine maar verschillende populatie van in de hersenen verblijvende T-helpercellen die aanwezig zijn in muis- en menselijk hersenweefsel. T-cellen zijn een specifiek type witte bloedcellen dat gespecialiseerd is in het scannen van celoppervlakken op tekenen van infectie en het opwekken van een passende immuunrespons. Dankzij nieuwe technologieën konden de onderzoekers de cellen tot in detail bestuderen, inclusief de processen waardoor circulerende T-cellen de hersenen binnenkwamen en de kenmerken van in de hersenen verblijvende T-cellen begonnen te ontwikkelen.
Dr. Carlos Roca (Babraham Institute):"Wetenschap wordt steeds meer multidisciplinair. we haalden niet alleen expertise uit de immunologie in, neurowetenschappen en microbiologie, maar ook uit de informatica en toegepaste wiskunde. Nieuwe benaderingen voor data-analyse stellen ons in staat een veel dieper inzicht te krijgen in de biologie van de witte bloedcellen die we in de hersenen hebben gevonden."
Wanneer T-helpercellen afwezig zijn in de hersenen, de wetenschappers ontdekten dat de aanwezige immuuncellen - microglia - in de muizenhersenen tussen een foetale en volwassen ontwikkelingstoestand bleven hangen. Observationeel, muizen zonder hersen-T-cellen vertoonden meerdere veranderingen in hun gedrag. De analyse wijst op een belangrijke rol voor in de hersenen verblijvende T-cellen bij de ontwikkeling van de hersenen. Als T-cellen deelnemen aan de normale hersenontwikkeling bij muizen, zou hetzelfde kunnen gelden bij mensen?
"In muizen, de golf van binnenkomst van immuuncellen bij de geboorte veroorzaakt een verandering in de ontwikkeling van de hersenen, " zegt Liston. "Mensen hebben echter een veel langere draagtijd dan muizen, en we weten niet over de timing van binnenkomst van immuuncellen in de hersenen. Gebeurt dit voor de geboorte? Wordt het uitgesteld tot na de geboorte? Heeft een verandering in de timing van binnenkomst bijgedragen aan de evolutie van verbeterde cognitieve capaciteit bij mensen?"
De bevindingen openen een geheel nieuwe reeks vragen over hoe de hersenen en ons immuunsysteem op elkaar inwerken. "Het was heel spannend om aan dit project te werken. We leren zoveel over hoe ons immuunsysteem onze hersenen kan veranderen, en hoe onze hersenen ons immuunsysteem wijzigen. De twee zijn veel meer met elkaar verbonden dan we eerder dachten, " zegt dr. Emanuela Pasciuto (VIB-KU Leuven).
De studie brengt ook een verband met het darmmicrobioom, zegt Liston:"Er zijn nu meerdere verbanden tussen de bacteriën in onze darm en verschillende neurologische aandoeningen, maar zonder overtuigende verklaringen voor wat hen verbindt. We laten zien dat witte bloedcellen worden gemodificeerd door darmbacteriën, en neem die informatie dan mee naar de hersenen. Dit zou de route kunnen zijn waarlangs ons darmmicrobioom de hersenen beïnvloedt."
Bij elkaar genomen, de resultaten dragen bij aan de toenemende erkenning van de rol van immuuncellen in de hersenen en werpen nieuw licht op hun betrokkenheid bij een reeks neurologische ziekten.
DNA-metabarcodering kan analyse van menselijke voeding verbeteren
RNA-sequencing biedt nieuwe inzichten in het microbioom
Nieuwe strategie kan de darm-hersencommunicatie versterken
Goed nieuws voor IBS-patiënten, aangezien onderzoekers "darm jeuk" identificeren
Glycyrrhizinezuur als kandidaat-geneesmiddel voor COVID-19
Tests gebruikt voor GERD-diagnose
Wordt het coronavirus verspreid via de ontlasting?
Een opzienbarende studie uit China, gepubliceerd in het tijdschrift Gastro-enterologie in maart 2020, meldt dat het nieuwe coronavirus SARS-CoV-2 zich kan verspreiden via de ontlasting, maar ook via
De eerste bevindingen van het Human Microbiome Project leidden tot 'honderden vervolgonderzoeken'
Het Human Microbiome Project (HMP) is een initiatief ontwikkeld door de National Institutes of Health om het menselijke microbioom te karakteriseren bij zowel gezonde volwassenen als bij mensen met sp
Darmbacteriën in wespen helpen pesticiden te overwinnen
Een intrigerende studie gepubliceerd in februari 2020 in het tijdschrift Celgastheer en microbe meldt dat wanneer wespen worden blootgesteld aan atrazine, een veelgebruikt bestrijdingsmiddel, het da