Некоторые иммунные защиты мозга могут иметь свои корни в кишечнике.
Новое исследование на мышах показало, что иммунные клетки сначала обучаются в кишечнике распознавать и атаковать патогены, а затем мигрируют на поверхность мозга, чтобы защитить его, сообщают исследователи в Интернете 4 ноября в Nature. Эти клетки также были обнаружены в хирургически удаленных частях человеческого мозга.
Каждую минуту через мозг проходит около 750 миллилитров крови, давая бактериям, вирусам и другим переносимым с кровью патогенам возможность заразить этот орган. По большей части захватчики удерживаются от проникновения тремя слоями мембран, называемыми мозговыми оболочками, которые обвивают головной и спинной мозг и действуют как физический барьер. Исследователи говорят, что если патогену удается преодолеть этот барьер, иммунные клетки, обученные в кишечнике, готовы атаковать, производя целый батальон антител.
Чаще всего патоген попадает в кровоток через кишечник. «Таким образом, эти (иммунные клетки) имеют смысл обучать, обучать и отбирать для распознавания вещей, присутствующих в кишечнике», — говорит Менна Клатуорти, иммунолог из Кембриджского университета.
Подпишитесь на последние новости науки
Заголовки и резюме последних статей в журналах «Новости науки», доставленные на ваш почтовый ящик
Команда Клатуорти обнаружила вырабатывающие антитела плазматические клетки в кожистых мозговых оболочках, которые находятся между мозгом и черепом, как у мышей, так и у людей. Эти иммунные клетки продуцируют класс антител, называемых иммуноглобулином А или IgA.
Эти клетки и антитела в основном находятся во внутренней выстилке кишечника и легких, поэтому ученые задались вопросом, имеют ли клетки мозга какую-либо связь с кишечником. Оказалось, что это было так: у мышей без микробов, у которых не было микробов в кишечнике, не было и плазматических клеток в мозговых оболочках. Однако, когда бактерии из фекалий других мышей и людей были трансплантированы в кишечник мышей, их кишечные микробиомы были восстановлены, и плазматические клетки затем появились в мозговых оболочках.
«Это была убедительная демонстрация того, насколько важным может быть кишечник при определении того, что находится в мозговых оболочках», — говорит Клатуорти.
Исследователи сделали микроскопические снимки атаки на мозговые оболочки мышей, которая была вызвана плазматическими клетками, которые, вероятно, были обучены в кишечнике. Когда команда имплантировала патогенный гриб, обычно встречающийся в кишечнике, в кровоток мышей, гриб попытался проникнуть в мозг через стенки кровеносных сосудов в мозговых оболочках. Однако плазматические клетки в мембранах образовывали сетку из антител IgA вокруг патогена, блокируя его проникновение. Клатуорти говорит, что плазматические клетки располагаются вдоль кровеносных сосудов, где они могут быстро атаковать патогены.
«Насколько мне известно, это первый раз, когда кто-либо показал присутствие плазматических клеток в мозговых оболочках. Исследование переписало парадигму того, что мы знаем об этих плазматических клетках и о том, как они играют решающую роль в поддержании здоровья нашего мозга », — говорит Мэтью Хепворт, иммунолог из Манчестерского университета в Англии, который не принимал участия в исследовании. По его словам, необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, сколько плазматических клеток в мозговых оболочках происходит из кишечника.
Это открытие добавляет к растущим свидетельствам того, что кишечные микробы могут играть роль в заболеваниях мозга. Предыдущее исследование, например, показало, что у мышей стимуляция определенной кишечной бактерии может помочь бороться с боковым амиотрофическим склерозом, или БАС, фатальным неврологическим заболеванием, которое приводит к параличу (SN: 8/17/19). И хотя новое исследование обнаружило плазматические клетки в головном мозге здоровых мышей, предыдущие исследования обнаружили другие тренированные кишечником клетки в мозге мышей с рассеянным склерозом, аутоиммунным заболеванием головного и спинного мозга.
На данный момент исследователи хотят понять, по каким сигналам плазматические клетки следуют в кишечнике, чтобы понять, что им пора отправиться в путешествие к мозгу.
