Vedci našli mikrobiom kontrolované protizápalové podskupiny astrocytov

Astrocyty sú najrozšírenejším typom buniek v centrálnom nervovom systéme (CNS), ale zostávajú slabo charakterizované. Vedci dlho predpokladali, že primárnou funkciou astrocytov je poskytovať živiny a podporu pre bližšie skúmané nervové bunky mozgu; v priebehu rokov, však, stále viac dôkazov ukázalo, že astrocyty môžu tiež aktívne podporovať neurodegeneráciu, zápal, a neurologické choroby.

Teraz, tím vedený výskumníkmi z Brigham a ženskej nemocnice, ukázal, že konkrétna populácia astrocytov môže robiť opak, namiesto toho slúži ochrancovi, protizápalová funkcia v mozgu na základe signálov regulovaných baktériami, ktoré sa nachádzajú v čreve. Zistenia o novej protizápalovej ceste sú publikované v Príroda .

V priebehu rokov, veľa laboratórií, vrátane môjho, identifikovali dôležité úlohy astrocytov pri podpore neurologických chorôb. Toto je prvý prípad, v ktorom ukazujeme, že aspoň podskupina týchto buniek (astrocytov) môže zabrániť zápalu. Dôvod, prečo sme to ešte nevideli, bol ten, že sme tieto bunky študovali, ako keby boli jednotné, alebo jeden jediný typ bunky. Teraz však máme rozhodnutie vidieť rozdiely medzi týmito bunkami. “

Francisco Quintana, PhD., Zodpovedajúci Autor, Centrum pre neurologické choroby v Ann Romney, Brigham

Vedci použili rafinované nástroje na analýzu génov a bielkovín na identifikáciu novej podskupiny astrocytov. Populácia astrocytov sa nachádza v blízkosti mozgových blán (membrána obklopujúca mozog) a exprimuje proteín nazývaný LAMP1, spolu s proteínom nazývaným TRAIL, ktoré môžu vyvolať smrť ďalších buniek. Tieto vlastnosti pomáhajú astrocytom LAMP1+ TRAIL+ obmedziť zápal CNS navodením bunkovej smrti v T-bunkách, ktoré podporujú zápal.

Aby sme určili, aký mechanizmus riadi astrocyty LAMP1+ TRAIL+ v mozgu, vedci vykonali sériu testov pomocou nástroja na úpravu génov CRISPR-Cas9. Zistili, že konkrétna signálna molekula, nazývaný interferón-gama, reguluje expresiu TRAIL. Navyše, zistili, že črevný mikrobióm indukuje expresiu interferónu gama v bunkách, ktoré cirkulujú telom a nakoniec sa dostávajú do mozgových blán, kde môžu podporovať protizápalové aktivity astrocytov.

Pochopenie mechanizmov poháňajúcich protizápalové funkcie astrocytov LAMP1+ TRAIL+ by mohlo vedcom umožniť vyvinúť terapeutické prístupy k boju s neurologickými ochoreniami, ako skleróza multiplex. Napríklad, skúmajú probiotických kandidátov, ktoré je možné použiť na reguláciu protizápalovej aktivity astrocytov. Navyše, Nedávne údaje výskumného tímu naznačujú, že niektoré mozgové nádory využívajú túto cestu na vyhýbanie sa imunitnej odpovedi tela. Vyšetrovatelia preto vyvíjajú protinádorové imunoterapie ako odvetu proti útokom nádorov.

„Nájdenie mikrobiómom kontrolovaných protizápalových podskupín astrocytov je dôležitým pokrokom v našom chápaní zápalu CNS a jeho regulácie, „Povedal Quintana.“ Toto je veľmi nový mechanizmus, pomocou ktorého črevo ovláda zápal v mozgu. Vedie nové terapie neurologických chorôb, a veríme, že tento mechanizmus by mohol prispieť k patogenéze mozgových nádorov. “

Quintanovo laboratórium identifikovalo jedinú ďalšiu podskupinu astrocytov, o ktorých je známe, že sú regulované črevným mikrobiómom v roku 2016, vyšetrovatelia sa však domnievajú, že sú tu pravdepodobne ďalší. „Je zrejmé, že črevná flóra je dôležitá pri mnohých chorobách, "povedal." Máme šťastie, že sme viedli poplatok za identifikáciu rôznych podskupín astrocytov a mechanizmov, ktoré ich ovládajú. Máme zoznam ďalších populácií astrocytov, a pracujeme na tom, aby sme zistili, ako ich môže črevná flóra ovládať. “

• Novorodenecká expozícia antibiotikám spojená so zníženou hmotnosťou a výškou u chlapcov
• Probiotiká ako adjuvantná terapia pre pacientov s COVID-19