Ученые сообщают, что недавно идентифицированная подгруппа астроцитов — клетки, которые долгое время считались ответственными за просто обеспечение питания и поддержки нейронов, — может предотвратить воспаление мозга, способствуя разрушению провоспалительных иммунных Т-клеток.
Их работа также показала, что противовоспалительная активность этой субпопуляции астроцитов зависит от гамма-интерферона — молекулы, которая, как известно, контролирует иммунные и воспалительные реакции, — вырабатываемые естественными киллерами (NK), еще одной подгруппой иммунных клеток.
Интересно, что производство интерферона-гамма NK-клетками контролируется микробиомом кишечника, набором бактерий и других микробов, обитающих в желудочно-кишечном тракте.
По мнению исследователей, эти открытия могут помочь в разработке методов лечения воспалительных неврологических расстройств, таких как рассеянный склероз (РС), а также для лечения некоторых типов опухолей головного мозга. Известно, что эти опухоли используют естественные противовоспалительные сигнальные каскады, чтобы избежать поражения иммунной системой.
«Обнаружение контролируемых микробиомом противовоспалительных подгрупп астроцитов является важным шагом в нашем понимании воспаления ЦНС [головного и спинного мозга] и его регуляции», — говорит Франсиско Кинтана, доктор философии, старший автор исследования и доцент неврологии Центра по неврологическим заболеваниям в Бригаме и женской больнице в Бостоне, говорится в пресс-релизе .
«Это очень новый механизм, с помощью которого кишечник контролирует воспаление в головном мозге», — добавил он.
Выводы группы были представлены в исследовании « Лицензированные кишечником IFNγ + NK-клетки управляют LAMP1 + TRAIL + противовоспалительными астроцитами », опубликованном в журнале Nature .
Астроциты — это наиболее распространенный тип клеток головного и спинного мозга, вместе известных как центральная нервная система (ЦНС). В течение очень долгого времени ученые считали, что их основная функция — обеспечивать здоровье нейронов, обеспечивая их питательными веществами.
Однако эта идея стала оспариваться исследованиями, которые показали, что астроциты также могут способствовать нейродегенерации и воспалению, которые приводят к возникновению нескольких неврологических расстройств.
«За прошедшие годы многие лаборатории, включая мою, определили важную роль астроцитов в развитии неврологических заболеваний», — сказал Кинтана.
Группа исследователей под руководством Кинтаны теперь сообщает об обнаружении субпопуляции астроцитов, которая, похоже, действует наоборот, удерживая воспаление подальше от ЦНС. По словам команды, это открытие стало возможным благодаря использованию усовершенствованных инструментов анализа генов и белков.
«Это первый случай, в котором мы показываем, что по крайней мере часть этих клеток (астроцитов) может предотвратить воспаление», — сказал Кинтана в пресс-релизе. «Причина, по которой мы не видели этого раньше, заключалась в том, что мы изучали эти клетки, как если бы они были однородными или одним типом клеток. Но теперь у нас есть разрешение увидеть различия между этими ячейками ».
Эти специфические астроциты были обнаружены вблизи мозговых оболочек, мембран, которые покрывают и защищают мозг. Изучив их более подробно, исследователи обнаружили, что эти клетки продуцируют гликопротеин под названием LAMP1 вместе с TRAIL — белком, который может вызвать гибель других клеток.
Исследователи обнаружили, что эти астроциты могут использовать TRAIL для ускорения гибели провоспалительных иммунных Т-клеток, предотвращая воспаление ЦНС.
Дополнительные эксперименты показали, что продукция TRAIL контролируется интерфероном-гамма, который, в свою очередь, продуцируется NK-клетками.
Было замечено, что производство гамма-интерферона запускается микробиомом кишечника через NK-клетки, которые могут циркулировать по всему телу и в конечном итоге достигать мозговых оболочек, где они запускают противовоспалительную активность астроцитов.
Эта работа знаменует собой второй раз, когда Кинтана и его команда определили подмножество астроцитов, активность которых, по-видимому, контролируется микробиомом кишечника. Эти ученые думают, что другим, возможно, придется делать открытия.
«Становится очевидным, что кишечная флора играет важную роль при многих заболеваниях. Нам повезло, что мы возглавляем работу по выявлению различных подмножеств астроцитов и механизмов, которые ими управляют. У нас есть список других популяций астроцитов, и мы работаем, чтобы посмотреть, как кишечная флора может их контролировать », — сказал Кинтана.
Исследователи надеются, что, поняв механизмы, которые используют астроциты для борьбы с воспалением, они смогут разработать новые методы лечения неврологических расстройств, таких как рассеянный склероз, которые, как известно, вызывают воспаление ЦНС. В настоящее время исследователи изучают способность некоторых пробиотиков потенциально вызывать противовоспалительную активность астроцитов.
