Ученые открыли ключевой механизм развития рассеянного склероза

11 мая 2023

Исследователи из Медицинской школы Икана на горе Синай выяснили, как взаимодействие клеток мозга и периферических иммунных клеток модулирует прогрессирование рассеянного склероза (РС). Результаты исследования могут лечь в основу новой терапевтической мишени при рассеянном склерозе и других заболеваниях мозга, связанных с процессами потери миелина. Исследование опубликовано в журнале Immunity.

Изображения пораженного спинного мозга, на которых отмечены меньшие области демиелинизации при воздействии IL-3. Credit: Cameron McAlpine, et al. / Immunity 2023

В прошлом году появилось сразу несколько работ, в которых исследователи явно связали инфекционные заболевания, причем как вирусные, так и бактериальные, и рассеянный склероз. Тем не менее тонкие механизмы патофизиологии процесса еще пока неясны.

Группа ученых описала, как воспалительный белок интерлейкин-3 (IL-3) координирует клеточную коммуникацию, стимулируя поступление иммунных клеток из крови в мозг и усиливая воспалительные процессы, усугубляющие демиелинизацию при рассеянном склерозе.

«Хотя мы знали, что клетки мозга и иммунные клетки важны при рассеянном склерозе, белки, которые действуют как посредники для связи между этими клеточными популяциями, были плохо изучены. Мы идентифицировали биологический путь при рассеянном склерозе, включающий IL-3 в качестве посредника во взаимодействии между мозгом и иммунными клетками и важного регулятора нейровоспаления», — отметила Кэмерон Макэлпайн (Cameron McAlpine), руководитель исследования и доцент неврологии в Медицинской школе Икана на горе Синай.

Рассеянный склероз – это хроническое нейровоспалительное заболевание, симптомы которого проявляются в возрасте от 20 до 40 лет. Заболевание характеризуется потерей миелина, который сформирован клетками глии олигодендроцитами. Это ведет к неврологическими нарушениям в виде изменения чувствительности и двигательной дисфункции, снижения когнитивных способностей и, в конечном счете, к параличу и ранней смерти.

С момента открытия IL-3 ассоциировался с многочисленными неврологическими патологиями, в том числе с болезнью Альцгеймера, а также был связан с несколькими воспалительными и аутоиммунными заболеваниями. Но его роль в мозге оставалась недостаточно понятной.

В процессе исследования ученые использовали как человеческие образцы тканей, так и мышиные модели для изучения патофизиологии IL-3 при рассеянном склерозе. Измерив уровни IL-3 в спинномозговой жидкости 29 здоровых людей и 36 пациентов с рассеянным склерозом, они обнаружили, что у последних регистрировалась более высокая концентрация IL-3 в спинномозговой жидкости.

Используя четыре мышиные модели рассеянного склероза, исследователи узнали, что глиальные клетки мозга астроциты и иммунные клетки (Т-клетки) играют роль основных «поставщиков» IL-3 в центральной нервной системе. В свою очередь, другие глиальные клетки – микроглия – и инфильтрирующие миелоидные клетки реагируют на IL-3 экспрессией его рецептора IL3-Ra.

Графическое представление статьи с механизмами, которые обнаружили авторы. Credit: Cameron McAlpine, et al. / Immunity 2023

Удаление IL-3 или IL-3Ra значительно уменьшало инфильтрацию иммунными клетками тканей и воспаление, заметно улучшая клинические симптомы рассеянного склероза у мышей.

Затем исследователи вернулись к человеческим образцам и провели одноядерное секвенирование клеток головного мозга шести здоровых людей и шести пациентов с рассеянным склерозом.

«Мы обнаружили в мозге пациентов с рассеянным склерозом появление миелоидных клеток, экспрессирующих IL-3Ra, что доказывает их влияние на воспалительные процессы. Это важное открытие, потому что у пациентов с рассеянным склерозом экспрессия IL-3Ra в миелоидных клетках и уровни IL-3 в спинномозговой жидкости коррелируют с усилением воспаления мозга и тяжестью рассеянного склероза», — отмечают ученые.

Исследовательская группа также попробовала использовать передачу сигналов IL-3 в качестве потенциально новой терапевтической мишени. Они предполагают, что этот механизм может быть целью как лечения рассеянного склероза, так и других нейровоспалительных процессов.

Текст: Глебов Сергей

Interleukin-3 coordinates glial-peripheral immune crosstalk to incite multiple sclerosis by Cameron McAlpine, et al. in Immunity. Published May 2023.

DOI: 10.1016/j.immuni.2023.04.013.