Tajie Harris, PhD, har opdaget, hvordan kroppen holder en almindelig hjerneparasit i skak. Opdagelsen har betydning for hjerneinfektioner, neurodegenerative sygdomme og meget mere.
Mere end 30 millioner amerikanere er smittet med en hjerneparasit, der spredes af katte og forurenet kød, men de fleste vil aldrig vise symptomer. En ny opdagelse fra University of Virginia School of Medicine forklarer hvorfor, og denne opdagelse kan have vigtige konsekvenser for hjerneinfektioner, neurodegenerative sygdomme og autoimmune lidelser.
UVA-forskerne fandt ud af, at parasitten, Toxoplasma gondii, holdes i skak af hjerneforsvarere kaldet mikroglia. Disse mikroglia frigiver et unikt immunmolekyle, IL-1a, som rekrutterer immunceller fra blodet til at kontrollere parasitten i hjernen, opdagede forskerne. Denne proces fungerer så godt, at meget få mennesker udvikler symptomatisk toxoplasmose, den sygdom, som parasitten forårsager.
Det er vigtigt at forstå mikrogliernes rolle, fordi de normalt er de eneste immunceller inde i hjernen. Det nye fund afslører, hvordan de rekrutterer hjælp, når det er nødvendigt, og denne opdagelse kan gælde for enhver hjernetilstand med en immunologisk komponent – herunder hjerneskade, neurodegenerativ sygdom, slagtilfælde, multipel sklerose og mere.
“Mikroglia skal dø for at redde hjernen fra denne infektion,” siger forsker Tajie Harris, PhD, fra UVA’s Department of Neuroscience og midlertidig leder af Center for Brain Immunology and Glia (BIG). “Ellers bliver IL-1a hængende inde i mikroglia og ville ikke advare immunsystemet om, at der er noget galt.”
Battling the Brain Parasite
UVA’s Department of Neuroscience og BIG-centret har i de seneste år fuldstændig omskrevet vores forståelse af hjernens forhold til kroppens immunsystem. I årtier lærte lærebøgerne, at hjernen var adskilt fra immunsystemet. UVA-forskningen viste imidlertid, at dette ikke var tilfældet, hvilket chokerede det videnskabelige samfund. Mange forskere er nu i gang med at udforske konsekvenserne af denne vigtige opdagelse.
Et af de områder, der er i fokus, er mikroglia og deres rolle i forsvaret af hjernen. Dette har været et vanskeligt spørgsmål at besvare, fordi mikroglia er nært beslægtet med andre immunceller andre steder i kroppen. Indtil for nylig har laboratorieværktøjer, der er lavet til at ramme mikroglia, også været rettet mod disse andre celler, hvilket har gjort det svært at skelne mellem de to.
UVA-forsker Samantha J. Batista, der er kandidatstuderende i Harris’ laboratorium, brugte en elegant tilgang, der udnyttede mikroglias langlivede natur til at forstå deres rolle i hjerneinfektioner. Hun og hendes kolleger fandt ud af, at infektion fik mikroglia til at dø på en inflammatorisk måde – en måde, som de nært beslægtede immunceller ikke gør.
Mikroglierne sprang ud, fastslog forskerne, for at rekruttere immunceller kaldet makrofager til at kontrollere Toxoplasma gondii-infektionen. Dette fund er med til at forklare, hvorfor de fleste mennesker ikke har problemer med at kontrollere parasitten, mens nogle – især mennesker med nedsat immunforsvar – kan blive meget syge.
“En forståelse af veje som denne kunne være gavnlig for andre sygdomme, der involverer neuroinflammation,” sagde Batista. “Vi kan spørge, om det er nyttigt at fremme denne vej i situationer, hvor man har brug for mere immun tilstedeværelse i hjernen, såsom infektioner eller kræft, og også om det kan være nyttigt at hæmme dette molekyle i sygdomme, der drives af for meget neuroinflammation, som f.eks. multipel sklerose. At målrette mod en specifik vej som denne kunne have mindre off-target-effekter end at målrette mod inflammation mere bredt.”
I fremtiden er Harris, Batista og deres samarbejdspartnere interesserede i at forstå, hvordan mikroglia opdager parasitterne i hjernen. Mikroglia kunne genkende parasittens tilstedeværelse direkte, eller de kunne genkende skader på hjernevævet, et fænomen, der forekommer i mange sygdomme.
“Immunsystemet skal ind i hjernen for at bekæmpe farlige infektioner,” siger Harris, der er en del af UVA’s Carter Immunology Center. “Vi forstår nu, hvordan mikroglia slår alarm for at beskytte hjernen. Vi formoder, at lignende signaler overses eller fejlfortolkes i Alzheimers sygdom, hvilket åbner op for en spændende ny forskningsvej i laboratoriet.”
Findinger offentliggjort
Forskerne har offentliggjort deres resultater i det videnskabelige tidsskrift Nature Communications. Forskningsholdet bestod af Batista, Katherine M. Still, David Johanson, Jeremy A. Thompson, Carleigh A. O’Brien, John R. Lukens og Harris.
Forskningen blev støttet af National Institutes of Health grants R01NS091067, R56NS106028, R01NS112516, R01NS106383, T32AI007046, T32GM008328 og T32AI007496; et Carter Immunology Center Collaborative Research Grant; Alzheimer’s Association grant AARG-18-566113; Owens Family Foundation; og en University of Virginia Research & Development Award.
For at følge med i de seneste nyheder om medicinsk forskning fra UVA kan du abonnere på bloggen Making of Medicine.
Denne artikel er medforfattet af Katherine Still, der er medlem af forskerholdet og skribent inden for sundhed og videnskab ved UVA’s Cavalier Daily studenteravis.
Kategorier: Alle udgivelser