Tajie Harris, PhD, odkryła, w jaki sposób ciało utrzymuje w ryzach powszechnego pasożyta mózgu. Odkrycie to ma implikacje dla infekcji mózgu, chorób neurodegeneracyjnych i nie tylko.
Ponad 30 milionów Amerykanów jest zarażonych pasożytem mózgu rozprzestrzenianym przez koty i zanieczyszczone mięso, ale większość z nich nigdy nie wykazuje objawów. Nowe odkrycie z University of Virginia School of Medicine wyjaśnia dlaczego, a to odkrycie może mieć ważne implikacje dla infekcji mózgu, chorób neurodegeneracyjnych i zaburzeń autoimmunologicznych.
Badacze UVA odkryli, że pasożyt, Toxoplasma gondii, jest utrzymywany w ryzach przez obrońców mózgu zwanych mikroglejem. Te mikroglej uwalniają unikalną cząsteczkę immunologiczną, IL-1a, która rekrutuje komórki odpornościowe z krwi, aby kontrolować pasożyta w mózgu, odkryli naukowcy. Proces ten działa tak dobrze, że bardzo niewiele osób rozwija objawową toksoplazmozę, chorobę, którą pasożyt powoduje.
Zrozumienie roli mikrogleju jest istotne, ponieważ są one normalnie jedynymi komórkami odpornościowymi wewnątrz mózgu. Nowe odkrycie ujawnia, w jaki sposób rekrutują one pomoc w razie potrzeby, a to odkrycie może mieć zastosowanie do każdego stanu mózgu z komponentem immunologicznym – w tym urazu mózgu, choroby neurodegeneracyjnej, udaru, stwardnienia rozsianego i innych.
„Mikroglej musi umrzeć, aby uratować mózg przed tą infekcją”, powiedział badacz Tajie Harris, PhD, z Wydziału Neuronauki UVA i tymczasowy dyrektor Centrum Immunologii Mózgu i Glejów (BIG). „W przeciwnym razie IL-1a utknęłaby wewnątrz mikrogleju i nie ostrzegłaby układu odpornościowego, że coś jest nie tak.”
Battling the Brain Parasite
Wydział Neuronauki UVA i centrum BIG w ostatnich latach całkowicie przeredagowały nasze rozumienie związku mózgu z układem odpornościowym organizmu. Przez dziesięciolecia podręczniki uczyły, że mózg jest odłączony od układu odpornościowego. Badania UVA pokazały jednak, że tak nie jest, ku zaskoczeniu społeczności naukowej. Wielu badaczy bada teraz implikacje tego ważnego odkrycia.
Jednym z obszarów zainteresowania są mikroglej i ich rola w obronie mózgu. Było to trudne pytanie do odpowiedzi, ponieważ mikroglej jest ściśle związany z innymi komórkami odpornościowymi w innych częściach ciała. Do niedawna narzędzia laboratoryjne stworzone w celu namierzenia mikrogleju namierzały również te inne komórki, co utrudniało rozróżnienie między nimi.
Badaczka z UVA Samantha J. Batista, studentka w laboratorium Harrisa, zastosowała eleganckie podejście, które wykorzystało długotrwałą naturę mikrogleju, aby zrozumieć jego rolę w infekcji mózgu. Ona i jej koledzy odkryli, że infekcja spowodowała śmierć mikrogleju w sposób zapalny – w sposób, w jaki nie robią tego blisko spokrewnione komórki odpornościowe.
Pęknięcie mikrogleju, jak ustalili badacze, miało na celu zwerbowanie komórek odpornościowych zwanych makrofagami do kontrolowania infekcji Toxoplasma gondii. To odkrycie pomaga wyjaśnić, dlaczego większość ludzi nie ma problemów z kontrolowaniem pasożyta, podczas gdy niektórzy – zwłaszcza ludzie z obniżoną odpornością – mogą stać się bardzo chorzy.
„Zrozumienie ścieżek takich jak ta może być korzystne dla innych chorób obejmujących neurozapalenie”, powiedział Batista. „Możemy zapytać, czy promowanie tej ścieżki jest pomocne w sytuacjach, w których potrzebujesz więcej obecności układu odpornościowego w mózgu, takich jak infekcje lub nowotwory, a także czy hamowanie tej cząsteczki może być pomocne w chorobach napędzanych przez zbyt wiele neurozapalenia, takich jak stwardnienie rozsiane. Celowanie w jedną specyficzną ścieżkę, taką jak ta, może mieć mniej efektów ubocznych niż celowanie w zapalenie szerzej.”
W przyszłości Harris, Batista i ich współpracownicy są zainteresowani zrozumieniem, jak mikroglej wykrywają pasożyty w mózgu. Mikroglej mógłby rozpoznać obecność pasożyta bezpośrednio, lub mógłby rozpoznać uszkodzenie tkanki mózgowej, zjawisko, które występuje w wielu chorobach.
„Układ odpornościowy musi wejść do mózgu, aby zwalczyć niebezpieczne infekcje,” powiedział Harris, który jest częścią UVA’s Carter Immunology Center. „Teraz rozumiemy, jak mikroglej ogłasza alarm, aby chronić mózg. Podejrzewamy, że podobne sygnały są pomijane lub źle interpretowane w chorobie Alzheimera, otwierając ekscytującą nową aleję badawczą w laboratorium.”
Wyniki opublikowane
Badacze opublikowali swoje wyniki w czasopiśmie naukowym Nature Communications. W skład zespołu badawczego wchodzili: Batista, Katherine M. Still, David Johanson, Jeremy A. Thompson, Carleigh A. O’Brien, John R. Lukens i Harris.
Badania były wspierane przez National Institutes of Health granty R01NS091067, R56NS106028, R01NS112516, R01NS106383, T32AI007046, T32GM008328 i T32AI007496; Carter Immunology Center Collaborative Research Grant; Alzheimer’s Association grant AARG-18-566113; Owens Family Foundation; i University of Virginia Research & Development Award.
Aby być na bieżąco z najnowszymi wiadomościami o badaniach medycznych z UVA, subskrybuj blog Making of Medicine.
Współautorką tego artykułu jest Katherine Still, członkini zespołu badawczego i pisarka pisząca o zdrowiu i naukach w gazecie studenckiej UVA’s Cavalier Daily.
Kategorie: All Releases
.