Nové studie odhalují, jak cytokiny ovlivňují náladu a chování

Lékaři již dlouho pozorovali mystifikační jev: po zápase infekce nebo vysvětlení autoimunitního onemocnění, někteří lidé zažívají prodloužené výkyvy nálady, emoční dysregulaci a změny v chování. Přesné spojení mezi zánětem, náladou a chováním však zůstalo nepolapitelné.

Nyní dvě nové studie z Harvard Medical School a Massachusetts Institute of Technology, publikované 7. dubna v BuňkaPopisujte kroky složitého mozku imunitního přeslechu, který odpovídá za toto dlouho známé, ale špatně pochopené pozorování.

Práce, prováděná u myší a částečně financovaná Národními ústavy zdraví, určuje molekulární kořeny jevu a ukazuje, jak imunitní molekuly nazývané cytokiny ovlivňují mozkovou aktivitu.

Vědci již věděli, že cytokiny ovlivňují emoce a funkci mozku, ale jak a kde v mozku k tomu dochází, dosud zůstalo nejasné. Nový výzkum mapuje síť signálů cytokinů, které interagují se specifickými mozkovými buňkami, aby regulovaly náladu, úzkost a sociální chování.

Pokud by byla potvrzena v dalších studiích u zvířat a lidí, mohla by tato zjištění vést k novým terapiím pro autismus a úzkostné poruchy. Tato léčba by fungovala nepřímo změnou imunitních chemikálií pro uklidnění imunitního systému spíše než tím, že jedná přímo na mozek jako tradiční psychiatrická léčiva. Tyto léky musí překročit ochrannou bariéru krve-křemene, aby přímo změnila chemii mozku, zatímco nové přístupy by mohly fungovat úpravou imunitních signálů z vnějšího mozku.

Když jsme v mozku identifikovali, kde a jak receptory cytokinů pracují, začali jsme odhalit komplexní vztah mezi nervovým a imunitním systémem v účinku tohoto komplexního přeslechu na náladu a chování. Doufáme, že by tyto poznatky mohly nakonec vést k novým ošetřením podmínek, jako je autismus a úzkostné poruchy. “

Jun Huh, docent imunologie v Blavatnik Institute v HMS a co-senior autor o těchto dvou studiích

Imunitní molekuly mění odpověď v „centru strachu“ mozku “

V jedné studii vědci zjistili, že cytokiny působí jako mozkové poslové, aby regulovali úzkost zaměřením na specifické neurony v mozkovém strachovém centru, oblasti zvané amygdala, která se podílela na zpracování emocí, jako je strach a stres.

Pokusy u myší ukázaly, že dva cytokiny, IL-17A a IL-17C, zvýšily aktivitu v amygdale. Když se hladiny těchto molekul zvýšily, myši vykazovaly odpovídající zvýšení chování podobného úzkosti, jako je zamezení otevřených prostorů a snížení průzkumu.

Překvapivě blokování receptoru pro cytokin IL-17a spustilo zvýšení hladin IL-17A a IL-17C, zesilovalo amygdalarovou aktivitu a zhoršuje úzkostné chování. Naopak, An protizánětlivé Cytokin, IL-10, měl opačný účinek, uklidnil neurony amygdaly a snižoval úzkost. Tato zjištění to naznačují zánět-Civen a protizánětlivé signály interagují přímo s mozkovými buňkami, aby formovaly náladu a chování.

Imunitní molekuly přesnost cíle specifické mozkové receptory

V další studii vědci zjistili, že některé cytokiny-IL-17A, IL-17B, IL-17E a IL-17F-zvyšují sociální chování u myší s autistickými rysy. Normálně tyto myši vykazují snížený sociální zájem, ale když byly tyto cytokiny, více se zapojily do jiných myší a vykazovaly méně opakující se chování.

IL-17E se objevil jako klíčový hráč, vázající se na specifické mozkové receptory pro podporu sociální interakce. U myší vykazujících chování podobné autismu se zdálo, že cytokin IL-17A zvyšuje hladiny IL-17E a tak nepřímo zvyšuje sociální chování. V překvapivém zvratu tým také zjistil, že IL-17E je produkován neurony v samotném mozku, zpochybňují předchozí předpoklady a otevírají nové cesty pro výzkum.

Vzhledem k tomu, že IL -17E je vyroben samotnými neurony a je schopen přímo změnit jejich aktivitu, vědci uvedli, že může fungovat jako neuromodulátor, podobně jako dvě další mozkové chemikálie – serotonin a dopamin. Serotonin je známý jako „dobrý“ neurotransmiter a je spojen s relaxací, zatímco dopamin hraje roli v motivaci a potěšení. To by mohlo pomoci vysvětlit výsledky dřívějšího výzkumu stejného týmu, který ukazuje, že zánět vyvolaný horečkou může zmírnit určité příznaky pozorované u některých dětí s autismem.

Dohromady, zjištění obou studií podtrhují složité a silné přeslech mezi mozkem a imunitním systémem, poznamenal výzkumný tým.

„Naše výsledky obecně zdůrazňují důležitou roli imunitní signalizace při utváření nálad a chování tím, že jedná na konkrétních mozkových cestách,“ uvedla spolupracováková autorka Gloria Choi, docentka v Picower Institute pro učení a paměť a ministerstvo mozku a kognitivních věd na MIT.

Nezodpovězené otázky a další kroky

Zjištění obou nových studií znamenají významný krok vpřed v porozumění imunitnímu přesunu mozku, ale klíčové otázky zůstávají. Nejvíce pozoruhodně, zda a jak se tyto mechanismy vztahují na lidi.

Další přetrvávající neznámé: Jak cytokiny procházejí hematoencebretní bariérou, která obvykle chrání mozek z škodlivých látek v krevním řečišti? Jednou z teorií je, že chronický zánět tuto bariéru oslabuje, což je propusnější – oblast zralá pro další výzkum.

Pokud mohou vědci změnit cytokiny, aby regulovali náladu a sociální chování, mohl by tento přístup nabídnout přitažlivou alternativu léčby pro poruchy úzkosti a podmínky související s autismem.