Імунні клітки мозку, відчувши запалення, перестають стежити за молекулярною гігієною мозку.
Відкладення альцгеймеріческіх білків в мозку миші. (Фото Enrique T / Flickr.com)
Клітини мікроглії (зеленим) і нервові волокна (червоним). (Фото: GerryShaw / Wikipedia )
<
>
Відомо, що мозок відчуває запалення, навіть якщо запалення сталося не в ньому, а в якомусь іншому місці. Імунні клітини, реагуючи на інфекцію, виділяють велику кількість сигнальних молекул, які допомагають їм діяти узгоджено і всім разом позбавити організм від патогена.
Однак ці самі сигнальні молекули плавають з кров'ю по всьому тілу, і, зрозуміло, доходять до мозку. Тут є свої спеціальні імунні клітини, які називаються мікроглією; з мозку вони нікуди не йдуть, але можуть відчувати сигнали від своїх колег.
Імунітет ж, як ми знаємо, зброя двосічна: хоча запальна реакція допомагає знищити хвороботворні мікроби, та інфіковані клітини, від неї страждають і здорові клітини теж, особливо, якщо запалення виявилося занадто сильним. І ми неодноразово писали про те, що занадто активний імунітет погано впливає на мозок і когнітивні функції .
Більш того, ефект від запалення посилюється тим, що імунні клітини мозку довго залишаються в активованому стані, і в такому вигляді вони можуть прискорювати ті чи інші патологічні процеси - наприклад, вони можуть збільшити ймовірність хвороби Альцгеймера.
дослідники з Німецького центру нейродегенеративних захворювань і їхні колеги з інших наукових центрів Німеччини експериментували з мишами, схильними до хвороби Альцгеймера - в мозку у них інтенсивніше, ніж у звичайних мишей, накопичувався білок бета-амілоїд, який шкодить нервовим клітинам.
Зазвичай мікроглія повинна з'їдати бета-амілоїд, як і будь-який інший молекулярний сміття. Але якщо мишам вводили куди-небудь (не в мозок) уламки бактеріальних клітин, то бета-амілоїду в мозку ставало більше, і нейрони гинули швидше. Фрагменти бактерій активували загальний імунітет, запальні сигнали досягали мікроглії, яка теж включалася в запальну реакцію, і в підсумку імунні клітини мозку замість того, щоб знищувати небезпечні молекули, робили так, що їх ставало все більше.
Але що найголовніше, такий ефект тривав досить довго, аж до півроку (а для мишей це дуже великий термін). Тобто протягом шести місяців після того, як у тварин імітували бактеріальну інфекцію, клітини мікроглії продовжували підтримувати тліюче запалення, хоча в усьому іншому організмі імунітет вже заспокоївся.
Очевидно, так відбувалося тому, що сам бета-амілоїд теж активує мікроглію, а оскільки у мишей бета-амілоїду і так було більше звичайного (через схильності до хвороби Альцгеймера), то клітини мікроглії просто не могли повернутися до спокійного життя. Виходив порочне коло: раз активувати за сигналом ззовні (тобто зовні мозку), роздратована мікроглія нарощувала кількість бета-амілоїду, і при тому сама ж на цей бета-амілоїд і реагувала.
Але був і інший варіант, коли імунні клітини звикали до постійних запальним стимулам і починали працювати зовсім інакше. Якщо мишам протягом короткого часу бактеріальні молекули вводили кілька разів, то мікроглія в кінці кінців переставала виділяти запальні молекули і починала активно поїдати молекули бета-амілоїду (точніше, вона і раніше їх поїдала, просто не так інтенсивно, займаючись в основному запаленням). В результаті кількість небезпечного молекулярного сміття значно зменшувалася, а нейрони залишалися в живих.
Відповідні зміни відбувалися з генами мікрогліальних клітин: в разі «перегрітої» мікроглії активувалися гени запалення, а в разі мікроглії яка звикла до постійних запальним сигналам ці гени в її клітинах відключалися, але зате включалися інші, які управляли поїданням небезпечного білкового сміття. (В даному випадку спрацьовували епігенетичні механізми регуляції генетичної активності, коли спеціальні білки щільно упаковують ту чи іншу ділянку ДНК, роблячи його недоступним для читання генетичної інформації - або, навпаки, розпаковують.) Детально результати експериментів описані в статті в Nature .
Те, що імунітет запам'ятовує попередні інфекції і залишається після них в злегка збудженому стані, може бути навіть корисно: наприклад, в кишечнику, де постійно перебуває велика кількість бактерій і постійно з'являються нові, імунні клітини повинні бути весь час насторожі, щоб, якщо з'явиться справжній патоген, швидко його позбутися.
Але в мозку постійний рівень тривоги ні до чого, і може тільки нашкодити. Правда, тут варто ще раз підкреслити, що в експеримент використовували мишей зі схильністю до хвороби Альцгеймера, і негативний ефект виникав не тільки від імітації інфекції, але і від того, що в самому мозку щось йшло не так.
З іншого боку, занадто сильна імунна пам'ять про перенесеної хвороби цілком може позначитися на мозку іншим способом, не пов'язаному з хворобою Альцгеймера. Зовсім недавно ми писали про те, як у мишей через грип починалися проблеми з пам'яттю, які тривали цілих чотири місяці - причина знову-таки була в імунних клітинах мозку, які довго не могли вгамуватися.
Звичайно, перш ніж робити якісь практичні висновки, потрібно, щоб це перевірили на людях, і якщо результати будуть ті ж, можна буде подумати і про які-небудь ліки.
На думку самі собою приходять різноманітні протизапальні, однак тут, ймовірно, будуть потрібні якісь більш складні методи впливу: все-таки ту ж мікроглію потрібно не просто заспокоїти, але заспокоїти так, щоб вона продовжувала знищувати шкідливі молекули.
