T buňky zabírají rezidenci ve zdravém mozku prostřednictvím ose mozku střeva

Mozek je jedinečné místo. To je chráněno před většinou těla bariérou krvavého mlat, což znamená, že je chráněna před patogeny a potenciálně nebezpečnými látkami, které by mohly být v naší krvi. Historicky mnoho vědců věřilo, že separace se rozšířila také na imunitní systém: mozek má své vlastní specializované imunitní buňky zvané mikroglie, ale imunitní buňky přítomné ve zbytku těla se dlouho předpokládaly, že se vyhýbá mozku, ledaže by nedošlo k onemocnění nebo jinému problému, které vyžaduje jejich přítomnost.

Nyní to tým vědců z Yale School of Medicine (YSM) ukázal Imunitní buňky Známé jako T buňky sídlí ve zdravých mozcích myší a lidí, které jsou tam obchodovány ze střeva a tuku. Toto je poprvé, co bylo prokázáno, že T buňky obývají mozek za normálních, neetisetovaných podmínek.

Zjištění jsou Publikováno v Příroda.

Přítomnost T buněk ve zdravém mozku a důkazy o tom, že cestují mezi mozkem a jinými částmi těla, zvyšuje dogma pole o roli T buněk v mozku, tvrdí autoři studie. Patologové viděli T buňky v mozku dříve, ale předpokládalo se, že tam reagují na současné nebo předchozí infekce.

„Touží považujeme za něco, co bojuje s infekcí a způsobuje autoimunitní onemocnění, ale překvapením této studie je, že T buňky mají v biologii jinou roli, o které jsme nevěděli,“ říká David Hafler, MD, William S. a Lois Stiles Edgerly profesor neurologie na YSM.

„S tímto článkem jsme definitivně ukázali, že jejich přítomnost není jen související s nemocí, ale i součástí normální fyziologie, a že všechno mění.“

Vědci zjistili, že T buňky se nejvíce hustě koncentrované v malé oblasti zvané subforninický orgán, který je zasazen hluboko uvnitř mozku a je známo, že reguluje žízeň a hlad.

Tým našel buňky v subforninických orgánech laboratorních myší a lidí, kteří zemřeli a darovali své mozky vědě. Tato část mozku má také mírně netěsnou krevním mořetem, který věří věří, že umožňuje buňkám v této oblasti mozku snadněji přijímat signály z krve, aby věděli, kdy jeho hostitelské zvíře potřebuje pít nebo jíst.

„Díky tomu je o to zajímavější, že imunitní buňky jsou také tam, pravděpodobně poskytnout nějaký signál o normálním stavu těla,“ říká Tomomi Yoshida, doktorská studentka YSM a první autor studie. Yoshida vedl práci spolu s Andrewem Wangem, MD, Ph.D., docentem interního lékařství a imunobiologie a Hafler.

Předávání signálů ze střeva do mozku

T buňky provádějí mnoho různých funkcí a vědci často kategorizují tuto širokou třídu imunitních buněk na jemnější podtřídy na základě druhů proteinů, které vykazují na svých površích. Při pohledu na mozkové T buňky touto čočkou vědci YSM zjistili, že se liší od T buněk přítomných v membráně, která obklopuje mozek a byly nejvíce podobné těm, které sídlí ve střevní a tukové tkáni.

U myší ovlivnila změna střevního mikrobiomu transport těchto T buněk do mozku. Vědci zjistili, že když se dítěmi odstavily a začaly s pevným jídlem, odpovídající posun ve střevních mikrobiomech odstartoval T buňky ‚z střeva do mozku.

Myši chované v prostředí bez bakterií, bez střevních mikrobiomů, neměly v mozcích T buňky. A vyčerpání zvířat mozkových T buněk změnilo chování při hledání potravin, když bylo myším nabízeno jídlo po krátkém půstu.

Vědci se domnívají, že imunitní buňky mohou signalizovat stav těla k mozku prostřednictvím dříve neobjevené formy komunikace střevního mozku. Dálnice informací mezi trávicím systémem a mozkem, také nazývaná osa střeva mozku, hraje v našem zdraví a pohodě mnoho důležitých rolí, ale předchozí studie neodhalily přímou cestu pro imunitní buňky, aby vstoupily do mozku ze střeva.

Mezi další prostředky komunikace střevního mozku patří vagus nerv, který přímo spojuje mozek se střevami a malé molekuly vylučované do krve. Spoléhání se na difúzi molekul v krvi zasáhly Wang jako neefektivní metodu komunikace.

„Z principu designu se zdá být jakýmsi rizikovým způsobem, jak poslat informace,“ říká. „Jak by to bylo cool, kdybyste skutečně přeprogramovali imunitní buňku, aby reprezentovala stav střeva a potom pošleš tu buňku do mozku, kde může říct mozek, co viděl, a umožnit mozku se přizpůsobit na základě těchto informací?“

To je přesně to, co si Wang a jeho kolegové myslí. T buňky by mohly říkat mozku o výživovém stavu těla, ale mohou také předávat další důležité signály, jako je stav střevního mikrobiomu, předpokládá se vědci.

Wang věří, že by se mohli zastavit v tukové tkáni na cestě ze střeva do mozku jako jakýkoli kontrolní bod kontroly kvality, ale to zbývá testovat.

Vědci se dále chtějí podívat na to, jak se T buňky vědí, že se pohybují ze střeva do mozku a co se stane s těmito buňkami u neurologických onemocnění, jako je roztroušená skleróza nebo Parkinsonova choroba.

„Tato studie vyvolává více otázek, než odpovídá,“ říká Yoshida. „Ale jsou to všechny zajímavé otázky.“