Как иммунная память мозга может привести к болезни Альцгеймера
Новое исследование показывает, что микроглия, иммунные клетки центральной нервной системы, может «запоминать» воспаление. Эта «память» влияет на то, как клетки реагируют на новые стимулы и борются с токсичными бляшками в головном мозге, маркером болезни Альцгеймера.
Микроглия, которую иногда называют «клетками-мусорщиками», «являются первичными иммунными клетками центральной нервной системы».
Как ключевой игрок в иммунитете мозга, микроглия отправляется к месту инфекции или травмы, где она борется с токсическими агентами или патогенами и избавляется от бесполезных клеток.
Однако известно, что эти клетки играют отрицательную роль в нейродегенеративных расстройствах, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, ишемический инсульт и черепно-мозговые травмы.
Например, недавнее исследование показало, что когда микроглия сверхактивна, она поглощает токсичные бляшки вместе с синапсами, что предположительно приводит к нейродегенерации, наблюдаемой при болезни Альцгеймера.
Кроме того, микроглия выживает очень долго, а некоторые клетки живут более двух десятилетий.
Кроме того, «исследования показали, что инфекционные заболевания и воспаления, перенесенные в течение всей жизни, могут повлиять на тяжесть болезни Альцгеймера намного позже в жизни», - объясняет ведущий исследователь Йонас Неер, исследователь экспериментальной нейроиммунологии из Немецкого центра нейродегенеративных заболеваний в Тюбингене. .
В совокупности эти наблюдения заставили Неера задуматься, «может ли иммунологическая память в этой долгоживущей микроглии сообщать об этом [болезни Альцгеймера]».
Чтобы ответить на этот вопрос, команда исследовала иммунный ответ этих клеток мозга у мышей. Результаты опубликованы в журнале. Природа.
«Тренированные» против «толерантных» иммунных клеток
Неер и его коллеги несколько раз вызывали воспаление у мышей и изучали его влияние на их микроглию. Исследователи вызвали два различных состояния в клетках-мусорщиках мозга: «тренировка» и «толерантность».
Например, первый воспалительный стимул, который применили исследователи, «обучил» иммунные клетки сильнее реагировать на второй воспалительный стимул. Но к четвертому стимулу клетки стали толерантными к воспалению и почти не реагировали.
Таким образом, стало очевидно, что микроглия может «вспомнить» предыдущее воспаление.
Затем ученые захотели узнать, какую роль играет эта память в том, как микроглия реагирует на накопление амилоидных бляшек в головном мозге, что является признаком болезни Альцгеймера. Итак, они исследовали активность микроглии у мышей с патологией, подобной болезни Альцгеймера.
Неер и его команда обнаружили, что тренированные иммунные клетки обостряют болезнь в долгосрочной перспективе. Через несколько месяцев после первого воспалительного стимула микроглия усилила производство токсичных бляшек. С другой стороны, толерантная микроглия снижает образование бляшек.
«Наши результаты идентифицируют иммунную память в головном мозге как важный модификатор невропатологии», - объясняют исследователи.
Воспаление может перепрограммировать мозг
Кроме того, исследователи хотели знать, оставила ли эта иммунная память эпигенетический след, то есть вызывает ли воспоминание о воспалении химические изменения в ДНК клеток.
Анализ ДНК показал, что через несколько месяцев после первого воспалительного стимула как «обученные» клетки, так и «толерантные» имели эпигенетические изменения, которые активировали одни гены и отключали другие.
Такие эпигенетические изменения повлияли на способность микроглии избавляться от токсичных бляшек в головном мозге.
«Возможно, что и у людей воспалительные заболевания, которые в основном развиваются вне мозга, могут вызвать эпигенетическое перепрограммирование внутри мозга», - предполагает Неер.
Если это правда, то это объясняет, почему воспалительные заболевания, такие как артрит, и заболевания, которые считаются воспалительными, например диабет, повышают риск болезни Альцгеймера.
Затем исследователи планируют изучить, изменяется ли микроглия таким же образом у людей. Если да, это может открыть дверь для инновационных методов лечения.
