Študija imunskega sistema pomaga osvetliti presenetljivo povezavo duha in telesa

Nove raziskave na Medicinski fakulteti Univerze Washington v St. Louisu pomagajo osvetliti presenetljivo povezavo duha in telesa. Pri miših, raziskovalci so ugotovili, da imunske celice, ki obkrožajo možgane, proizvajajo molekulo, ki jo nato absorbirajo nevroni v možganih, kjer se zdi potrebno za normalno vedenje.

Ugotovitve, objavljeno 14. septembra v Imunologija narave , kažejo, da elementi imunskega sistema vplivajo na um in telo, in da je lahko imunska molekula IL-17 ključna vez med obema.

Možgani in telo niso tako ločeni, kot si mislijo ljudje. Tukaj smo ugotovili, da imunsko molekulo-IL-17-proizvajajo imunske celice, ki prebivajo na območjih okoli možganov, in bi lahko vplival na delovanje možganov z interakcijami z nevroni, da bi vplival na anksiozno vedenje pri miših. Zdaj preučujemo, ali bi lahko bilo preveč ali premalo IL-17 povezano z anksioznostjo pri ljudeh. "

Jonathan Kipnis, Doktor znanosti, višji avtor, ugledni profesor patologije in imunologije ter profesor nevrokirurgije Alan A. in Edith L. Wolff, nevrologije in nevroznanosti

IL-17 je citokin, signalna molekula, ki z aktiviranjem in usmerjanjem imunskih celic organizira imunski odziv na okužbo. IL-17 je bil v študijah na živalih povezan tudi z avtizmom in depresijo pri ljudeh.

Kako lahko imunska molekula, kot je IL-17, vpliva na možganske motnje, vendar je skrivnost, saj v možganih ni veliko imunskega sistema in nekaj imunskih celic, ki tam prebivajo, ne proizvaja IL-17. Toda Kipnis, skupaj s prvim avtorjem in podoktorskim raziskovalcem Kalilom Alvesom de Limom, Doktor znanosti, spoznal, da tkiva, ki obkrožajo možgane, preplavijo imunske celice, med njimi, majhna populacija, znana kot T celice gama delte, ki proizvajajo IL-17. Odločili so se ugotoviti, ali celice T-gama-delta v bližini možganov vplivajo na vedenje. Kipnis in Alves de Lima sta raziskavo izvajala na Medicinski fakulteti Univerze v Virginiji; oba sta zdaj na univerzi Washington.

Z uporabo miši, odkrili so, da so možganske ovojnice bogate z gama-delta T celicami in da so take celice, v normalnih pogojih, nenehno proizvajati IL-17, polnjenje tkiv, ki obkrožajo možgane, z IL-17.

Če želite ugotoviti, ali celice T-gama-delta ali IL-17 vplivajo na vedenje, Alves de Lima je miši opravil preizkuse spomina, družbeno vedenje, iskanje hrane in tesnoba. Miši, ki jim primanjkuje gama-delta T celic ali IL-17, se po vseh ukrepih razen anksioznosti ne razlikujejo od miši z normalnim imunskim sistemom. V divjini, odprta polja puščajo miši izpostavljene plenilcem, kot so sove in jastrebi, zato so razvili strah pred odprtimi prostori.

Raziskovalci so izvedli dva ločena testa, ki sta vključevala možnost miši, da vstopijo na izpostavljena območja. Medtem ko so se miši z normalnimi količinami gama-delta T celic in nivoji IL-17 med preskusi večinoma držale bolj zaščitnih robov in zaprtih območij, miši brez gama-delta T celic ali IL-17 so se podale na odprta območja, previdnost, ki so jo raziskovalci razlagali kot zmanjšanje tesnobe.

Poleg tega, Znanstveniki so odkrili, da imajo nevroni v možganih na svoji površini receptorje, ki se odzivajo na IL-17. Ko so znanstveniki odstranili te receptorje, tako da nevroni niso mogli zaznati prisotnosti IL-17, miši so pokazale manj pozornosti. Raziskovalci pravijo, da ugotovitve kažejo, da vedenjske spremembe niso stranski produkt, ampak sestavni del nevro-imunske komunikacije.

Čeprav raziskovalci miši niso izpostavljali bakterijam ali virusom, da bi neposredno preučili učinke okužbe, živalim so injicirali lipopolisaharid, bakterijski produkt, ki povzroči močan imunski odziv. Gama-delta T celice v tkivih okoli možganov miši so kot odgovor na injekcijo proizvedle več IL-17. Ko so živali zdravili z antibiotiki, vendar količina IL-17 se je zmanjšala, nakazujejo, da bi celice T gama-delte lahko zaznale prisotnost normalnih bakterij, kot so tiste, ki sestavljajo črevesni mikrobiom, kot tudi invazivne bakterijske vrste, in se ustrezno odzvati, da uredijo vedenje.

Raziskovalci domnevajo, da bi se lahko povezava med imunskim sistemom in možgani razvila kot del večstranske strategije preživetja. Povečana budnost in budnost lahko glodalcem pomagata preživeti okužbo z odvračanjem od vedenja, ki povečuje tveganje za nadaljnjo okužbo ali plenjenje, medtem ko so v oslabljenem stanju, Je dejal Alves de Lima.

"Imunski sistem in možgani so se najverjetneje razvijali skupaj, "Je dejal Alves de Lima." Izbira posebnih molekul za imunološko in vedenjsko zaščito nas je hkrati pameten način za zaščito pred okužbo. To je dober primer, kako citokini, ki se je v bistvu razvil za boj proti patogenom, delujejo tudi na možgane in modulirajo vedenje. "

Raziskovalci zdaj preučujejo, kako celice T gama-delte v meningih zaznavajo bakterijske signale iz drugih delov telesa. Raziskujejo tudi, kako se signalizacija IL-17 v nevronih prevede v vedenjske spremembe.

• Gut Microbiome Health Index razlikuje med zdravim in bolnim mikrobiomom
• Genetik RUDN odkriva bifidobakterijski protein, ki lahko zmanjša vnetje pri COVID-19