Как мозг управляет иммунной системой

Как свидетельствуют недавние исследования, проведенные на зародышах лягушек, мозг может напрямую направлять клетки иммунной системы к месту, где развивается инфекция, и в роли одной из основных «направляющих» молекул является один из основных нейромедиаторов – дофамин. Исследование опубликовано в NPJ Regenerative Medicine.

Зародыш Xenopus laevis. Credit: Michael Levin.


У зародышей лягушек и нервная система, и иммунная система развиты не в полной мере. Так, система адаптивного иммунитета, действие которой связано с продукцией антител, у зародышей еще не работает, зато функционирует так называемый врожденный, или неспецифический, иммунитет. Врожденный иммунитет составляют особые клетки разных типов, в частности, макрофаги, которые поглощают инфекционные агенты, вторгшиеся в организм. Чтобы искусственно вызвать инфекцию, исследователи вводили в зародыши шпорцевой лягушки Xenopus laevis кишечную палочку Escherichia coli. Оказалось, что более половины зародышей выживают в результате этой бактериальной инфекции, однако, если зараженному зародышу удалить мозг, то доля вышивших зародышей снизится до 16%. Первоначально ученые полагали, что удаление мозга каким-то образом угнетает развитие иммунной системы, и подвергшиеся удалению мозга зародыши имеют меньше иммунных клеток, чем в норме. Однако клеточный состав иммунной системы в обоих случаях оказался одинаковым. Причина, как выяснилось, заключалась в том, что в отсутствие мозга макрофаги утрачивали способность направленно мигрировать к месту инфекции и эффективно поглощать и разрушать бактериальные клетки. У зародышей, лишённых мозга, клетки иммунной системы вместо этого образовывали скопления вокруг неправильно сформированных периферических цепочек нейронов (нарушения в формировании периферической нервной системы также были связаны с удалением мозга).

Более детальный анализ зародышей, которым удалили мозг, показал, что уровень дофамина в остатках их нервной системы сильно снижен. Исследователи предположили, что именно дофамин и может быть той самой молекулой, которая направляет иммунные клетки к очагу инфекции на ее ранних стадиях. Отсутствие химического сигнала в виде молекул дофамина препятствует согласованной миграции иммунных клеток и обусловливает повышенную смертность зародышей в результате инфекции.

Отдельный текст о том, как развивается нервная система, вы можете прочитать на нашем портале.


Текст: Елизавета Минина

Celia Herrera-Rincon, Jean-Francois Paré, Christopher J. Martyniuk, Sophia K. Jannetty, Christina Harrison, Alina Fischer, Alexandre Dinis, Vishal Keshari, Richard Novak & Michael Levin. “An in vivo brain–bacteria interface: the developing brain as a key regulator of innate immunity”. npj Regenerative Medicine doi:10.1038/s41536-020-0087-2.

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтактеЯндекс-ДзенОдноклассниках и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram

Агрессивность рассеянного склероза можно обнаружить на МРТ

Используя мощный магнитно-резонансный томограф, коллектив ученых из Национального института неврологических расстройств и инсульта NIH установил, что по одному из режимов можно выяснить, будет ли прогрессировать…

День в истории: женщина, поставившая барьер между мозгом и кровью

Наша иммунная система не знает о присутствии в нашем организме мозга благодаря ему – гематоэнцефалическому барьеру (ГЭБ), концепция которого сформировалась ровно 100 лет назад. За…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 119: изменчивый геном нейронов и болезнь Альцгеймера

В любом учебнике по биологии жирным шрифтом (а иногда ещё и курсивом в придачу) написано, что генетический материал всех клеток многоклеточного организма одинаков, а различия…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 20: не будь макакой с низким статусом

Если у вас вдруг появится выбор, кем стать в следующей жизни, мы не рекомендуем вам выбирать вариант «быть макакой с низким социальным статусом». Как и…

Нейронауки для всех. История болезни: мультиформная глиобластома

Мультиформная глиобластома (glioblastoma multiforme или GBM) – наиболее частая злокачественная опухоль мозга. Ее другое название – астроцитома IV степени.  Оба названия связаны с типом клеток,…

Простуда может запускать болезнь Паркинсона

До недавнего времени считалось, что болезнь Паркинсона берёт начало в мозге, и разрушая двигательные центры, приводит к тремору и нарушениям движения. Новое исследование, опубликованное в журнале…

Раскрыта природа иммунных клеток в головном мозге

Исследователи из Нидерландского института нейронаук показали, как иммунная система участвует в защите ткани мозга от патогенов и обозначили возможную роль Т-клеток в развитии некоторых патологических…

Редактирование генома в исследовании сна

Технология редактирования генома CRISPR/Cas9, прообразом которой стала иммунная система бактерий, продолжает свое победное шествие по лабораториям всего мира. Теперь ее применили и для изучения механизмов…