Нейробиологи выяснили, что мозг имеет собственную иммунную систему, возникающую независимо от иммунной системы организма в целом. Открытие поможет найти новые подходы к лечению ряда болезней.
«Собственная иммунная система», о которой идет речь в статье исследователей из Японии и США, ( опубликована журналом Science)— это особый тип клеток, называемых микроглией. Микроглиальные клетки окружают нейроны в головном мозге и выполняют ту же функцию, что и образующиеся в костном мозге макрофаги, поглощают потенциально опасные для организма объекты.
Как и макрофаги, клетки микроглии играют роль «мусорщиков», собирающих все угрожающее работе мозга. Бактерии, посторонние частицы, белковые бляшки, даже сами клетки мозга, по каким-либо причинам переставшие нормально функционировать— все это обволакивается и переваривается микроглией. Сходство с макрофагами настолько велико, что долгое время микроглию считали еще одной ветвью развития «предка» макрофагов.
Тест на отцовство
Знать, откуда взялись клетки микроглии, ученым надо не ради удовлетворения любопытства. Сбои в работе микроглии могут, с одной стороны, быть вызваны нарушениями развития этих клеток, а с другой стороны, эти сбои приводят к менее эффективной «зачистке» мозга.
Но как выяснить, какие клетки откуда берутся? Внутри живого мозга, где, если говорить о мозге человека, около ста миллиардов одних только нейронов? Шаг первый3D на пути к решению вопроса ясен сразу: вести работу на мышах или крысах, но это лишь самое начало.
Почему грызуны?
Если считать по числу опубликованных статей, то большая часть нейробиологичесикх исследований делается на мышах и крысах. Причин тому несколько: от возможности извлечь мозг в любое нужное время до возможности методами генной инженерии поменять ДНК животного.
Обе эти причины оказались важны в описываемой работе: ученые ничего не смогли бы без трансгенных мышей. О других случаях, когда мыши помогали в поиске лекарств или методов лечения, можно прочитать, например, в статьях про устойчивых к инсультам грызунов или о том, как удалось заставить организм мыши вырастить новый зуб вместо утраченного.
Шаг второй— это использовать не простых мышей, а генетически модифицированных. Для опытов использовали животных, в организме которых клетки определенного типа и все их «потомки» (результат деления) синтезировали флуоресцентную метку. Если метка обнаруживается, значит, наблюдаемая клетка – однозначно «потомок» меченой, а если нет— гипотеза о родстве не подтверждается.
Родословная
Ученые знали о том, что и макрофаги, и интересующая исследователей микроглия возникают в конечном счете из наиболее универсальных стволовых клеток. Знали то, что дальнейшая специализация стволовых клеток разводит на каком-то этапе микроглию и макрофаги; знали даже то, что на этапе так называемых примитивных миелоидных клеток разделение еще не произошло.
Схематическая "родословная" клеток крови. Красной стрелкой показано, откуда, как считалось ранее, происходит микроглия; зеленая стрелка - скорректированное представление. Источник: на основе иллюстрации Regenerative Medicine, 2006
Неопределенность начиналась после того, как примитивные миелоидные клетки разделялись на несколько типов. Устоявшаяся, но оспариваемая точка зрения гласила, что микроглия появляется еще позже, и вот это-то утверждение и проверяли нейробиологи. Схему их работы можно представить так:
- метка ставится на те клетки, про которые точно известно, что они дают начало макрофагам;
- если после этого метка обнаруживается в микроглии, это значит, что она родственна макрофагам именно в той степени, в какой принято думать;
- если метки нет, значит, разделение на ветви «макрофаги» и «микроглия» произошло раньше.
Наблюдения за мышами, метка в организме которых включилась и начала синтезировать флуоресцентные маркеры в клетках уже через семь дней после зачатия, показали неверность гипотезы о близком родстве. Маркер обнаруживался только в макрофагах, микроглия оказалась чиста— и это означает то, что важнейшая часть иммунной системы мозга возникает независимо от макрофагов.
Выводы
Знание того, откуда берутся основные защитники мозга, важно для лечения практически всех болезней, при которых этим клеткам приходится работать особенно активно. А в сообщении медицинского центра Маунт-Синай, где работает большая часть авторов исследования, особенно подчеркивается возможный вклад открытия в разработку новых методов лечения болезни и аутоиммунных болезней.
Аутоиммунные заболевания, к числу которых относят рассеянный склероз, являются следствием ошибок иммунной системы. Клетки (правда, при рассеянном склерозе речь идет не столько о микроглии, сколько о Т-лимфоцитах) атакуют не пришельцев, а собственные ткани. Понимание природы отдельных частей иммунной системы может остановить этот саморазрушительный процесс.
Загрузка...