Tajie Harris, PhD, on selvittänyt, miten elimistö pitää yleisen aivoparasiitin kurissa. Löydöksellä on vaikutuksia muun muassa aivoinfektioihin ja hermoston rappeutumissairauksiin.
Yli 30 miljoonaa amerikkalaista on saanut tartunnan kissojen ja saastuneen lihan levittämästä aivoloisesta, mutta useimmat eivät koskaan saa oireita. Virginian yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan uusi löytö selittää, miksi näin on, ja löydöksellä voi olla tärkeitä vaikutuksia aivoinfektioihin, hermoston rappeutumissairauksiin ja autoimmuunisairauksiin.
Virginian yliopiston tutkijat havaitsivat, että loista, Toxoplasma gondii, pitävät kurissa aivojen puolustajat, joita kutsutaan mikroglioiksi. Nämä mikrogliat vapauttavat ainutlaatuista immuunimolekyyliä, IL-1a:ta, joka rekrytoi verestä immuunisoluja hallitsemaan loista aivoissa, tutkijat havaitsivat. Tämä prosessi toimii niin hyvin, että hyvin harvat ihmiset saavat oireisen toksoplasmoosin, sairauden, jota loinen aiheuttaa.
Mikroglioiden roolin ymmärtäminen on olennaista, koska ne ovat normaalisti ainoat immuunisolut aivojen sisällä. Uusi havainto paljastaa, miten ne rekrytoivat apua tarvittaessa, ja tämä löytö voisi koskea mitä tahansa aivosairautta, jossa on immunologinen komponentti – mukaan lukien aivovammat, hermoston rappeutumissairaudet, aivohalvaus, multippeliskleroosi ja paljon muuta.
”Mikroglian on kuoltava, jotta aivot voidaan pelastaa tältä infektiolta”, sanoo tutkija Tajie Harris, PhD, UVA:n neurotieteen laitokselta ja aivojen immunologian ja glian keskuksen (Center for Brain Immunology and Glia – BIG, BIG-keskus, väliaikainen johtaja.) ”Muuten IL-1a jää jumiin mikroglian sisälle eikä hälyttäisi immuunijärjestelmää siitä, että jokin on vialla.”
Aivojen loisen torjunta
UVA:n neurotieteen laitos ja BIG-keskus ovat viime vuosina kirjoittaneet täysin uudelleen käsityksemme aivojen suhteesta elimistön immuunijärjestelmään. Vuosikymmeniä oppikirjat opettivat, että aivot olivat irrallaan immuunijärjestelmästä. UVA:n tutkimus osoitti kuitenkin tiedeyhteisön järkytykseksi, että näin ei ollut. Monet tutkijat tutkivat nyt tämän merkittävän löydön seurauksia.
Yksi painopistealue on mikroglia ja sen rooli aivojen puolustamisessa. Tähän kysymykseen on ollut vaikea vastata, koska mikroglia on läheistä sukua muille immuunisoluille muualla elimistössä. Viime aikoihin asti mikrogliaan kohdistamiseksi tehdyt laboratoriotyökalut ovat kohdistuneet myös näihin muihin soluihin, mikä vaikeuttaa näiden kahden solun erottamista toisistaan.
UVA:n tutkija Samantha J. Batista, Harrisin laboratorion jatko-opiskelija, käytti eleganttia lähestymistapaa, joka hyödynsi mikroglian pitkäikäistä luonnetta ymmärtääkseen niiden roolia aivoinfektiossa. Hän ja hänen kollegansa havaitsivat, että infektio sai mikrogliat kuolemaan tulehduksellisella tavalla – tavalla, jota läheisesti sukua olevat immuunisolut eivät tee.
Mikrogliat puhkesivat, tutkijat totesivat, rekrytoidakseen makrofageiksi kutsuttuja immuunisoluja hallitsemaan Toxoplasma gondii -infektiota. Tämä havainto auttaa selittämään, miksi useimmilla ihmisillä ei ole vaikeuksia hallita loista, kun taas jotkut – erityisesti immuunipuutteiset – voivat sairastua pahasti.
”Tällaisten polkujen ymmärtäminen voisi olla hyödyllistä muissa sairauksissa, joihin liittyy neuroinflammaatiota”, Batista sanoi. ”Voimme kysyä, onko tämän reitin edistäminen hyödyllistä tilanteissa, joissa tarvitaan enemmän immuunipuolustuksen läsnäoloa aivoissa, kuten infektioissa tai syövissä, ja myös sitä, voisiko tämän molekyylin estäminen olla hyödyllistä sairauksissa, joita ohjaa liika neuroinflammaatio, kuten multippeliskleroosi. Yhden tietyn väylän, kuten tämän, kohdentamisella voisi olla vähemmän off-target-vaikutuksia kuin tulehduksen kohdentamisella laajemmin.”
Jatkossa Harris, Batista ja heidän yhteistyökumppaninsa ovat kiinnostuneita ymmärtämään, miten mikroglia havaitsee loiset aivoissa. Mikroglia voisi tunnistaa loisen läsnäolon suoraan, tai se voisi tunnistaa aivokudoksen vaurioitumisen, ilmiö, jota esiintyy monissa sairauksissa.
”Immuunijärjestelmän on päästävä aivoihin taistelemaan vaarallisia infektioita vastaan”, sanoo Harris, joka kuuluu UVA:n Carterin immunologiakeskukseen. ”Ymmärrämme nyt, miten mikroglia soittaa hälytyksen suojellakseen aivoja. Epäilemme, että samanlaiset signaalit jäävät huomaamatta tai tulkitaan väärin Alzheimerin taudissa, mikä avaa uuden jännittävän tutkimusväylän laboratoriossa.”
Löydökset julkaistu
Tutkijat ovat julkaisseet löydöksensä Nature Communications -tiedelehdessä. Tutkimusryhmään kuuluivat Batista, Katherine M. Still, David Johanson, Jeremy A. Thompson, Carleigh A. O’Brien, John R. Lukens ja Harris.
Tutkimusta ovat tukeneet National Institutes of Healthin apurahat R01NS091067, R56NS106028, R01NS112516, R01NS106383, T32AI007046, T32GM008328 ja T32AI007496; Carterin immunologian keskuksen yhteistyötutkimusapuraha; Alzheimer-yhdistyksen apuraha AARG-18-566113; Owensin perhesäätiö; ja Virginiassa sijaitsevan Virginian yliopiston tutkimus- & kehittämispalkinto.
Tilaamalla Making of Medicine -blogin voit pysyä ajan tasalla UVA:n uusimmista lääketieteellisen tutkimuksen uutisista.
Tämän artikkelin on kirjoittanut Katherine Still, tutkimusryhmän jäsen ja UVA:n Cavalier Daily -opiskelijalehden terveys- ja tiedekirjoittaja.
Kategoriat: Kaikki tiedotteet