Ученые обнаружили скрытый «иммунный орган» внутри черепа

Фото из открытых источников

Исследователи обнаружили в костном мозге черепа иммунные центры, похожие на лимфатические узлы, которые, по-видимому, действуют как центры быстрого реагирования головного мозга.

В течение десятилетий считалось, что мозг функционирует в значительной степени независимо от иммунной системы. Однако исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе (WashU Medicine) обнаружили в костном мозге черепа мышей структуры, похожие на лимфатические узлы, которые быстро реагируют на рак мозга, прежде чем более отдаленные лимфатические узлы получат сигналы о наличии аномальных клеток. Они также обнаружили доказательства наличия аналогичных иммунных клеток в костном мозге черепа человека.

Полученные результаты дополняют растущее количество доказательств того, что мозг напрямую взаимодействует с иммунной системой, и предполагают, что специализированные иммунные центры расположены необычно близко к органу, который они помогают защищать.

Исследование, опубликованное в журнале Nature, впервые выявило подобные иммунные центры внутри костной ткани.

«Это исследование показывает, что костный мозг черепа — это гораздо больше, чем просто структурный каркас; в нем находятся ранее неизвестные центры специфических для мозга иммунных ответов», — сказал ведущий автор исследования профессор Джонатан Кипнис из WashU Medicine. «Раскрытие этой локализованной иммунной ниши меняет наше представление о нейроиммунных взаимодействиях и открывает новые захватывающие возможности для лечения опухолей головного мозга и других неврологических заболеваний».

Лаборатория Кипниса ранее опровергла давно устоявшееся мнение о том, что мозг изолирован от иммунной системы, обнаружив лимфатические сосуды в твердой мозговой оболочке — внешнем слое ткани, окружающем мозг под черепом. Недавно исследователи выявили крошечные физические каналы, соединяющие череп, твердую мозговую оболочку и ткани мозга, создавая прямой путь, по которому иммунные клетки и клеточные отходы могут перемещаться между мозгом и расположенным рядом костным мозгом черепа.

В последних экспериментах на мышах исследователи отслеживали перемещение белков из мозга по этим каналам в костный мозг черепа. Там они обнаружили иммунные структуры, обычно связанные с лимфатическими узлами. Такие структуры действуют как тренировочные центры, где Т-фолликулярные хелперные клетки помогают В-клеткам вырабатывать большое количество антител, которые помогают защищаться от инфекций и болезней.

«Мы никогда раньше не видели подобных структур в здоровом костном мозге», — сказал соавтор исследования Чан Хён Пак. «Это захватывающее открытие, указывающее на то, что сложный мозг нуждается в собственных специализированных иммунных структурах для своей защиты».

Чтобы определить, действительно ли эти иммунные центры в черепе способствуют защите от заболеваний головного мозга, исследователи обратились к мышиной модели глиобластомы — агрессивного рака головного мозга. Когда они нарушили работу иммунных центров в черепе с помощью лекарственного препарата, опухоли росли быстрее, чем у мышей, у которых центры оставались неповрежденными. Нарушение работы этих структур также снизило выживаемость, что указывает на то, что эти расположенные рядом иммунные центры способствуют защите головного мозга от рака.

«Это открытие коренным образом меняет наше нынешнее понимание нейроиммунологии. Знание того, что мозг полагается на клетки-предшественники в окружающем черепе для защиты, потенциально может изменить наше представление о разработке методов лечения многих неврологических заболеваний, включая болезнь Альцгеймера», - отмечают авторы.

Затем исследователи проверили, может ли усиление иммунной активности в костном мозге черепа улучшить ответ на борьбу с раком. Они нанесли гель, содержащий три белка, повышающих иммунитет, непосредственно под кожу головы, стимулируя более интенсивное производство антител в костном мозге черепа. Иммунные реакции, направленные на борьбу с опухолями, сначала появились в иммунных центрах черепа, и только позже — в близлежащих лимфатических узлах за пределами черепа. Мыши, получавшие лечение, более эффективно отторгали опухоли и жили дольше, чем контрольные мыши.

«Это открытие коренным образом меняет наше нынешнее понимание нейроиммунологии», — сказал Кипнис. «Знание того, что мозг полагается на центры иммунной защиты в окружающем черепе, может изменить наше представление о разработке методов лечения многих неврологических заболеваний, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, шизофрению, длительный COVID и многие другие, имеющие иммунный компонент. Такие методы лечения могли бы получать доступ к этим иммунным центрам непосредственно через череп, без серьезных побочных эффектов со стороны периферических органов».