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 Facebook, ВКонтакте, Яндекс-Дзен, Одноклассниках и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram