Wendeln, Degenhardt et al. Innate immune memory in the brain shapes neurological disease hallmarks. Nature, 2018 DOI: 10.1038/s41586-018-0023-4 | |
|---|---|
|
Воспалительные реакции могут изменять иммунные клетки головного мозга в долгосрочной перспективе -- значит эти клетки обладают 'иммунологической памятью'. Такая память может влиять на прогрессирование нейрологических нарушений, наступающих в позднем периоде жизни, и может влиять на тяжесть этих болезней. Ученые из German Center for Neurodegenerative Diseases (DZNE), the Hertie Institute for Clinical Brain Research (HIH) и University of Tuebingen сообщили о результате своих исследований.
Микроглия - это иммунные клетки, которые появляются только в головном мозге. Они защищают головной мозг, освобождая его от злоумышленников и токсических веществ. Однако, в определенных ситуациях они также могут вызывать повреждения. Поэтому подозревается. что они могут играть центральную роль в нейродегенеративных болезнях.
Поскольку микроглия является долго живущей, то ученые пытаются найти любые внешнесредовые факторы, изменяющие эти иммунные клетки и установить, как это влияет на здоровье головного мозга. "Эпидемиологические исследования показали, инфекционные болезни и воспаления, перенесенные в течение жизни м. позднее влиять на тяжесть болезни Альцгеймера. Поэтому мы задались вопросом, действительно ли иммунологическая память длительно живущей микроглии может быть связана с таковым риском," объясняет Dr. Jonas Neher. Stimulated immune reaction
Чтобы исследовать этот вопрос, Neher с колл. вызывали воспаление у мышей вне головного мозга; уже было известно, что такое воспаление может стимулировать иммунную реакцию головного мозга. Но было неясно, действительно ли микроглия способна запоминать предыдущие воспаления. Как оказалось, в зависимости от того как часто ученые повторяли этот процесс, они были способны индуцировать два разных состояния в микроглие: "training" и "tolerance." Первые воспалительные стимулы тренировали микроглию, вызывая более сильную реакцию во второй раз. Однако, после 4-х стимулов возникала толерантность и микроглия реагировали еле-еле.
Затем исследователи изучали, как тренированность и толерантность микроглии влияет на образование амилоидных бляшек в долгосрочной перспективе. Такие "бляшки" характеризовались накоплением токсических отложений, которые накапливались в головном мозге пациентов при болезни Альцгеймера. У мышей. моделирующих болезнь Альцгеймера наблюдали, что тренированная микроглия умножает образование бляшек даже спустя месяцы благодаря свой иммунологической памяти, это давало более тяжелые проявления болезни. Напротив, толерантная микроглия снижала количество бляшек. Сходные эффекты наблюдались у мышей, моделирующих инсульты. Changes in DNA
Чтобы понять такие эффекты, Neher с колл. исследовали эпигенетические изменения в микроглие, т.е. химические модификации в ДНК или в упаковочных белках, которые заставляли определенные гены становиться более или менее активными. Эпигенетические модификации являются очень стабильными, и ученые показали, что в них возможная причина долговременных поведенческих изменений, обнаруживаемых с микроглие. Эта гипотеза верна: даже спуся многие месяцы после первоначального иммунного стимула и тренированная и толерантная микроглия обнаруживала специфические эпигенетические изменения и соотв. различия в активации генов. Такое молекулярное перепрограммирование меняло важные функции микроглии, такие как способность удалять амилоидные бляшки. И это влияло на проявления болезни Альцгеймера. Consequences for neurodegenerative diseases?
"Возможно, что также и у людей воспалительные заболевания, возникающие вне головного мозга, также могут запускать эпигенетическое репрограммирование внутри головного мозга," говорит Neher. Инфекции и болезни, такие как диабет или артрит, связанные с воспалительными реакциями, являются факторами риска болезни Альцгеймера. Иммунологическая память головного мозга -- эпигенетически модифицированная микроглия --является одним из возможных объяснений этого эффекта. Продолжаются исследования эпигенетических изменений микроглии у людей.
|