Tajie Harris, PhD, har upptäckt hur kroppen håller en vanlig hjärnparasit i schack. Upptäckten har betydelse för hjärninfektioner, neurodegenerativa sjukdomar med mera.
Mer än 30 miljoner amerikaner är infekterade med en hjärnparasit som sprids av katter och förorenat kött, men de flesta kommer aldrig att visa symtom. En ny upptäckt från University of Virginia School of Medicine förklarar varför, och upptäckten kan få viktiga konsekvenser för hjärninfektioner, neurodegenerativa sjukdomar och autoimmuna sjukdomar.
UVA-forskarna fann att parasiten, Toxoplasma gondii, hålls i schack av hjärnans försvarare som kallas mikroglia. Dessa mikroglia frigör en unik immunmolekyl, IL-1a, som rekryterar immunceller från blodet för att kontrollera parasiten i hjärnan, upptäckte forskarna. Denna process fungerar så bra att mycket få människor utvecklar symptomatisk toxoplasmos, den sjukdom som parasiten orsakar.
Det är viktigt att förstå mikroglians roll eftersom de normalt är de enda immuncellerna i hjärnan. Det nya fyndet avslöjar hur de rekryterar hjälp när det behövs, och den upptäckten kan gälla alla hjärnsjukdomar med en immunologisk komponent – inklusive hjärnskador, neurodegenerativa sjukdomar, stroke, multipel skleros med mera.
”Mikroglia måste dö för att rädda hjärnan från den här infektionen”, säger forskaren Tajie Harris, PhD, från UVA:s institution för neurovetenskap och tillförordnad chef för Center for Brain Immunology and Glia (BIG). ”Annars förblir IL-1a fast i mikroglian och skulle inte varna immunförsvaret om att något är fel.”
Battling the Brain Parasite
UVA:s institution för neurovetenskap och BIG-centret har under de senaste åren skrivit om helt och hållet vår förståelse av hjärnans förhållande till kroppens immunförsvar. I årtionden lärde läroböcker ut att hjärnan var frikopplad från immunsystemet. UVA:s forskning visade dock att så inte var fallet, till forskarvärldens chock. Många forskare utforskar nu konsekvenserna av denna viktiga upptäckt.
Ett område som fokuseras är mikroglia och deras roll i försvaret av hjärnan. Detta har varit en svår fråga att besvara eftersom mikroglia är nära besläktade med andra immunceller på andra ställen i kroppen. Fram till nyligen har laboratorieverktyg som gjorts för att rikta in sig på mikroglia också riktat in sig på dessa andra celler, vilket gör det svårt att skilja mellan de två.
UVA-forskaren Samantha J. Batista, doktorand i Harris labb, använde sig av ett elegant tillvägagångssätt som utnyttjade mikroglias långlivade natur för att förstå deras roll vid infektion i hjärnan. Hon och hennes kollegor fann att infektionen fick mikroglia att dö på ett inflammatoriskt sätt – ett sätt som de närbesläktade immuncellerna inte gör.
Mikrogliorna bröt ut, konstaterade forskarna, för att rekrytera immunceller som kallas makrofager för att kontrollera Toxoplasma gondii-infektionen. Detta fynd bidrar till att förklara varför de flesta människor inte har några problem med att kontrollera parasiten, medan vissa – särskilt personer med nedsatt immunförsvar – kan bli mycket sjuka.
”Att förstå sådana här vägar kan vara till nytta för andra sjukdomar som involverar neuroinflammation”, säger Batista. ”Vi kan fråga oss om det är bra att främja denna väg i situationer där man behöver mer immun närvaro i hjärnan, till exempel vid infektioner eller cancer, och även om det kan vara bra att hämma denna molekyl vid sjukdomar som drivs av för mycket neuroinflammation, till exempel multipel skleros. Att rikta in sig på en specifik väg som denna skulle kunna ha mindre off-target-effekter än att rikta in sig på inflammation på ett bredare sätt.”
I framtiden är Harris, Batista och deras medarbetare intresserade av att förstå hur mikroglia upptäcker parasiterna i hjärnan. Mikroglia skulle kunna känna igen parasitens närvaro direkt, eller så skulle de kunna känna igen skador på hjärnvävnad, ett fenomen som förekommer vid många sjukdomar.
”Immunförsvaret måste ta sig in i hjärnan för att bekämpa farliga infektioner”, säger Harris, som är en del av UVA:s Carter Immunology Center. ”Vi förstår nu hur microglia slår larm för att skydda hjärnan. Vi misstänker att liknande signaler missas eller misstolkas vid Alzheimers sjukdom, vilket öppnar en ny spännande forskningsväg i laboratoriet.”
Fynd publicerade
Forskarna har publicerat sina resultat i den vetenskapliga tidskriften Nature Communications. Forskargruppen bestod av Batista, Katherine M. Still, David Johanson, Jeremy A. Thompson, Carleigh A. O’Brien, John R. Lukens och Harris.
Forskningen stöddes av National Institutes of Healths anslag R01NS091067, R56NS106028, R01NS112516, R01NS106383, T32AI007046, T32GM008328 och T32AI007496; ett Carter Immunology Center Collaborative Research Grant; Alzheimer’s Association grant AARG-18-566113; Owens Family Foundation; och ett University of Virginia Research & Development Award.
För att hålla dig uppdaterad om de senaste medicinska forskningsnyheterna från UVA kan du prenumerera på bloggen Making of Medicine.
Denna artikel har skrivits tillsammans med Katherine Still, medlem i forskargruppen och skribent för hälsa och vetenskap på UVA:s studenttidning Cavalier Daily.
Kategorier: Alla nyheter