Štúdia imunitného systému pomáha osvetliť prekvapujúce spojenie mysle a tela

Nový výskum na Lekárskej fakulte Washingtonskej univerzity v St. Louis pomáha osvetliť prekvapujúce spojenie mysle a tela. U myší, vedci zistili, že imunitné bunky obklopujúce mozog produkujú molekulu, ktorú potom absorbujú neuróny v mozgu, kde sa to javí ako nevyhnutné pre normálne správanie.

Nález, publikované 14. septembra v Imunológia prírody , naznačujú, že prvky imunitného systému ovplyvňujú myseľ aj telo, a že imunitná molekula IL-17 môže byť kľúčovým prepojením medzi týmito dvoma.

Mozog a telo nie sú tak oddelené, ako si ľudia myslia. Zistili sme, že imunitnú molekulu-IL-17-produkujú imunitné bunky žijúce v oblastiach okolo mozgu, a mohlo by to ovplyvniť funkciu mozgu prostredníctvom interakcií s neurónmi na ovplyvnenie správania podobného úzkosti u myší. Teraz skúmame, či príliš veľa alebo málo IL-17 môže byť spojených s úzkosťou u ľudí. "

Jonathan Kipnis, PhD., hlavný autor, Alan A. a Edith L. Wolffovi, významní profesori patológie a imunológie a profesor neurochirurgie, neurológie a neurovedy

IL-17 je cytokín, signálna molekula, ktorá organizuje imunitnú odpoveď na infekciu aktiváciou a riadením imunitných buniek. IL-17 bol tiež spojený s autizmom v štúdiách na zvieratách a depresiou u ľudí.

Ako môže imunitná molekula, ako je IL-17, ovplyvniť mozgové poruchy, však, je niečo záhadné, pretože v mozgu nie je veľa imunitného systému a niekoľko imunitných buniek, ktoré tam sídlia, neprodukuje IL-17. Ale Kipnis, spolu s prvým autorom a postdoktorandským výskumníkom Kalilom Alvesom de Lima, PhD., uvedomil si, že tkanivá obklopujúce mozog sú preplnené imunitnými bunkami, medzi nimi, malá populácia známa ako gama delta T bunky, ktoré produkujú IL-17. Vydali sa zistiť, či T-bunky gama-delta v blízkosti mozgu majú vplyv na správanie. Kipnis a Alves de Lima uskutočnili výskum na Lekárskej fakulte Univerzity vo Virgínii; obaja sú teraz na Washingtonskej univerzite.

Používanie myší, zistili, že meningy sú bohaté na T bunky gama-delta a že tieto bunky, za normálnych podmienok, nepretržite vyrábať IL-17, vyplnenie tkanív obklopujúcich mozog IL-17.

Aby sa určilo, či T bunky gama-delta alebo IL-17 ovplyvňujú správanie, Alves de Lima podrobila myši zavedeným testom pamäte, sociálne správanie, hľadanie potravy a úzkosť. Myši, ktorým chýbali T bunky gama-delta alebo IL-17, boli vo všetkých opatreniach okrem úzkosti nerozoznateľné od myší s normálnym imunitným systémom. V divočine, otvorené polia nechávajú myši vystavené predátorom, ako sú sovy a jastraby, takže sa u nich vyvinul strach z otvorených priestorov.

Vedci vykonali dva samostatné testy, ktoré zahŕňali možnosť myší vstúpiť do exponovaných oblastí. Zatiaľ čo myši s normálnym množstvom gama-delta T buniek a hladinami IL-17 sa počas testov držali väčšinou pri ochrannejších hranách a uzavretých oblastiach, myši bez gama-delta T buniek alebo IL-17 odvážené do otvorených oblastí, výpadok ostražitosti, ktorý vedci interpretovali ako zníženie úzkosti.

Navyše, vedci zistili, že neuróny v mozgu majú na svojom povrchu receptory, ktoré reagujú na IL-17. Keď vedci odstránili tieto receptory, aby neuróny nemohli detegovať prítomnosť IL-17, myši vykazovali menšiu ostražitosť. Vedci tvrdia, že zistenia naznačujú, že zmeny v správaní nie sú vedľajším produktom, ale neoddeliteľnou súčasťou neuroimunitnej komunikácie.

Aj keď vedci nevystavili myši baktériám alebo vírusom, aby priamo skúmali účinky infekcie, zvieratám injekčne podali lipopolysacharid, bakteriálny produkt, ktorý vyvoláva silnú imunitnú odpoveď. Gama-delta T bunky v tkanivách okolo mozgov myší produkovali viac IL-17 v reakcii na injekciu. Keď boli zvieratá liečené antibiotikami, však, množstvo IL-17 bolo znížené, čo naznačuje, že T-bunky gama-delta môžu cítiť prítomnosť normálnych baktérií, ako sú tie, ktoré tvoria črevný mikrobióm, ako aj napadajúce bakteriálne druhy, a primerane reagovať na reguláciu správania.

Vedci špekulujú, že prepojenie medzi imunitným systémom a mozgom sa mohlo vyvinúť ako súčasť viacúrovňovej stratégie prežitia. Zvýšená ostražitosť a ostražitosť by mohla pomôcť hlodavcom prežiť infekciu tým, že odradí od správania, ktoré v oslabenom stave zvyšuje riziko ďalšej infekcie alebo predácie. Povedal Alves de Lima.

„Imunitný systém a mozog sa s najväčšou pravdepodobnosťou vyvinuli spoločne, „Povedal Alves de Lima.“ Výber špeciálnych molekúl, ktoré nás chránia súčasne imunologicky a behaviorálne, je múdry spôsob ochrany pred infekciou. Je to dobrý príklad toho, ako cytokíny, ktoré sa v zásade vyvinuli v boji proti patogénom, tiež pôsobia na mozog a modulujú správanie. “

Vedci teraz skúmajú, ako T bunky gama-delta v mozgových obaloch zisťujú bakteriálne signály z iných častí tela. Tiež skúmajú, ako sa signalizácia IL-17 v neurónoch premieta do zmien správania.

• Index zdravia črevných mikrobiómov rozlišuje medzi zdravým a chorým mikrobiómom
• Genetik RUDN našiel bifidobakteriálny proteín, ktorý môže zmierniť zápal pri COVID-19