Vita blodkroppar och deras roll i hjärnan

I en banbrytande studie, en grupp internationella forskare har funnit att hjärnan har specifika interna immunceller som hjälper till med normal hjärnutveckling och spelar en roll vid vissa neurologiska sjukdomar.

Bildkredit:SciePro/Shutterstock.com

Studien leds av professor Adrian Liston från Babraham Institute, Storbritannien &VIB-KU Leuven, Belgien och andra kollegor publicerades i tidskriften Cell .

Vita blodkroppar - vaktposter i immunsystemet

Detaljerade funktioner för vita blodkroppar och deras typer är kända i olika delar av kroppen. Hjärnan skyddas av en blod-hjärnbarriär eller BBB, som förhindrar att infektioner och andra främmande kemikalier och föreningar snabbt kommer in i hjärnan.

De vita blodkropparna utgör en del av kroppens immunsystem. Cellerna ökar och utlöser inflammation för att bekämpa infektion, medan BBB stoppar immuncellerna från att komma in i hjärnan.

Hjärnan har sin egen immunsystemvaktare som kallas mikroglialceller. Om mikroglialcellerna skadas, de ökar, utlösa inflammation och reparera skadade vävnader.

Var kommer dessa mikroglialceller ifrån?

Studier har visat att under embryonal utveckling, mikroglialcellerna kommer in och stannar i hjärnan. Deras befolkning förblir konstant när de förnyar sig själv under hjärnans livstid.

Vita blodkroppar i hjärnan - vad är känt?

Flera studier har avslöjat att det finns en roll för vita blodkroppar vid vissa neurologiska sjukdomar som Alzheimers sjukdom, Parkinsons sjukdom, multipel skleros och cerebrovaskulär olycka eller stroke.

Forskarna förklarade att det inte har funnits några vetenskapliga bevis som visar att dessa vita blodkroppar finns i friska hjärnor. Därför, förekomsten av dessa celler i en frisk hjärna har varit kontroversiell.

Vad handlade den här studien om?

Denna studie var ett samarbete från ett team av forskare som leddes av prof. Adrian Liston. Gruppen försökte klargöra närvaron och rollen hos vita blodkroppar vid utveckling av hjärnor hos möss och människor.

En missuppfattning om vita blodkroppar kommer från deras namn. ” Dessa celler är inte begränsade till blodomloppet, han sa. Han lade till, ”Dessa” immunceller ”finns inte bara i blodet. De cirkulerar hela tiden runt vår kropp och kommer in i alla våra organ, inklusive - som det visar sig - hjärnan. Vi har bara börjat upptäcka vad vita blodkroppar gör när de lämnar blodet. Denna forskning indikerar att de fungerar som ett mellanrum, överföra information från resten av kroppen till hjärnmiljön. ”

Dr Oliver Burton, Babraham Institute

Vad gjordes?

För denna studie, laget studerade hjärnvävnader hos möss och människor i sina laboratorier, letar efter en specifik typ av vita blodkroppar som kallas T -celler.

Dessa T -celler aktiveras när infektiva mikrober finns på cellytor, och kan utlösa ett inflammatoriskt och immunsvar när ett smittämne detekteras.

Det finns två huvudtyper av T -celler - T -hjälparna och de mördande T -cellerna. I den här studien, forskarna studerade hur T-cellerna kom in i hjärnan och hur de utvecklade exklusiva funktioner som gjorde dem till T-celler i hjärnan.

Enligt Dr Carlos Roca, medförfattare till studien från Babraham Institute, ”Vetenskapen blir alltmer tvärvetenskaplig. Här, vi tog inte bara in expertis från immunologi, neurovetenskap och mikrobiologi, men också från datavetenskap och tillämpad matematik. Nya metoder för dataanalys gör att vi kan nå en mycket djupare förståelse av biologin i de vita blodkropparna vi hittade i hjärnan. ”

Vad hittade de?

Denna studie kvantifierade populationen av T -celler i hjärnvävnaderna hos möss och människor. Dessa befanns vara bosatta T -celler i hjärnvävnaderna - skiljer sig från vad som hittades någon annanstans i kroppen.

Teamet visade att mikroglialcellerna, som skulle fungera som immunceller i hjärnan, utvecklades inte helt om T -cellerna saknades i en möss hjärna. Deras drag greps mellan foster och vuxenstadier, forskarna noterade. Därför, dessa bosatta T -celler visade sig spela en roll i utvecklingen av mikroglialceller i hjärnan.

Mössen som inte hade hjärnans T -celler visade också beteendeförändringar, bevisar att T -celler spelar en viktig roll i hjärnans utveckling.

Hos möss, inträdesvågen av immunceller vid födseln utlöser en växling i hjärnans utveckling. Människor har dock en mycket längre dräktighet än möss, och vi vet inte om tidpunkten för immuncellinträde i hjärnan. Händer detta före födseln? Är det försenat till efter födseln? Bidrog en förändring av tidpunkten för inträde till utvecklingen av förbättrad kognitiv kapacitet hos människor? ”

Professor Liston

Konsekvenser av studiens resultat

Dr Emanuela Pasciuto, medförfattare till studien från VIB-KU Leuven, sa, ”Det har varit riktigt spännande att arbeta med det här projektet. Vi lär oss så mycket om hur vårt immunsystem kan förändra vår hjärna, och hur vår hjärna förändrar vårt immunsystem. De två är mycket mer sammankopplade än vi tidigare trott. ”

Liston tillägger att det också verkar vara en roll som tarmmikrober spelar. Han lade till, "Det finns nu flera länkar mellan bakterierna i vår tarm och olika neurologiska tillstånd, men utan några övertygande förklaringar till vad som förbinder dem. Vi visar att vita blodkroppar modifieras av tarmbakterier, och sedan ta den informationen med dem in i hjärnan. Detta kan vara den väg som vårt tarmmikrobiom påverkar hjärnan. ”

Forskare drar slutsatsen att om dessa immuncells roll är känd i den friska hjärnan, mer kunde förstås om deras roll i neurologiska och neurodegenerativa progressiva sjukdomar som Alzheimers, multipel skleros och Parkinsons sjukdom.

• Icke-invasiv algoritm förutspår komplikationer hos patienter efter återhämtning från hepatit C
• Nya biomolekyler kan gynna jordbruks- och läkemedelssektorn