При рассеянном склерозе иммуноциты ухудшают изоляцию, которая защищает нейроны и позволяет им сигнализировать друг другу, но мало известно о том, как иммуноциты проникают через гематоэнцефалический барьер, чтобы добраться до нейронов. Исследователи во главе с Сарой Лутц, Университетом Иллинойса в Чикагском Медицинском колледже, в то время как она была постдокторантом Dritan Agalliu в Колумбийском университете; и Сунил Ганди, Калифорнийский университет, Ирвин, раскрыл два различных способа, которыми иммуноциты получают доступ к нейронам и дают выход их опустошению.
Рассеянный склероз – нейродегенеративное воспалительное заболевание, которое поражает приблизительно 2,5 миллиона человек во всем мире. Иммуноциты поворачиваются против тела и наносят ущерб миелиновым ножнам, которые упаковывают нейроны как изоляция на проводе. Потеря миелина вмешивается в передачу сигналов вдоль нервных волокон и ослабляет двигательную функцию, включая ходьбу и речь. Признаки, которые могут быть спорадическими или прогрессивными, диапазон от умеренного до истощения.
В то время как исследователи знали, что два различных видов иммуноцитов, Th1 и лимфоцитов Th17, вовлечены в ухудшающийся миелин вокруг нейронов при рассеянном склерозе, они не знали точно, как эти клетки пересекли гематоэнцефалический барьер, чтобы получить доступ к нейронам.Гематоэнцефалический барьер – что-то вроде неправильного употребления. Это не только защищает мозг, но также и позвоночник, и относится к тому, что кровеносные сосуды, которые поставляют мозг и позвоночник, фактически непроницаемы, потому что клетки, которые составляют те кровеносные сосуды – названный эндотелиальными клетками – заперты плотно вместе комплексами белка, названными трудными соединениями. Это предотвращает определенные химикаты, вредные микробы и клетки, которые циркулируют в крови от получения доступа к мозгу и позвоночнику.
В кровеносных сосудах, которые поставляют другие органы тела, эндотелиальные клетки более свободно связаны друг с другом, и связи могут быть приспособлены, чтобы допускать обмен молекулами и клетками от кровотока в ткани и наоборот.«При аутоиммунных болезнях как рассеянный склероз иммуноциты, которые входят в мозговой и спинной мозг, вызывают болезнь», сказал Лутц, доцент анатомии и цитобиологии в Медицинском колледже UIC и ведущем авторе статьи. «Лучшее понимание того, как эти клетки пересекают гематоэнцефалический барьер, поможет нашим усилиям развивать определенные методы лечения, чтобы не пустить их».
Чтобы исследовать, как Th1 и иммуноциты Th17 получают доступ к нейронам при рассеянном склерозе, Лутц и ее коллеги посмотрели на гематоэнцефалический барьер у мышей с экспериментальным аутоиммунным энцефаломиелитом – версия мыши рассеянного склероза.Они генетически маркировали эндотелиальную клетку кровеносного сосуда трудными перекрестками с флуоресцентным белком, чтобы исследовать, если и как трудные соединения вовлечены в аутоиммунный энцефаломиелит в естественных условиях у их мышей. Исследователи заметили, что трудные соединения были значительно ухудшены в присутствии клеток Th17, и что это произошло рано в начале болезни. Приблизительно три дня спустя в процессе болезни, Лутц и коллеги нашли, что клетки Th1 получали доступ и ухудшающийся миелин и нейроны – но эти клетки не проходили через трудные соединения как клетки Th17, сделал.
Вместо этого распространение клетки Th1 добралось до нейронов, пройдя эндотелиальные клетки кровеносного сосуда, используя специализированные структуры клеточной мембраны, названные caveolae. Caveolae – маленькие ямы, или «пещеры», найденные на поверхности многих типов клетки и помощи, облегчают проход различных молекул и клеток в и/или через клетки. У мышей с аутоиммунным энцефаломиелитом, порожденным, чтобы испытать недостаток в caveolae, исследователи нашли почти клетки № Th1 в мозговом и спинном мозге. Они решили, что caveolae на эндотелиальных клетках, которые составляют кровеносные сосуды, требуются, чтобы помогать переправить клетки Th1 через гематоэнцефалический барьер.
«Это – первый раз, когда мы когда-либо видели у живых животных в режиме реального времени, различных средств, которыми эти два типа клетки получают доступ к миелину и нервам», сказал Лутц. «Теперь, когда мы знаем, как эти клетки добираются до нейронов, наркотики или маленькие молекулы могут быть разработаны, которые вмешиваются в или блокируют каждый из этих процессов, чтобы помочь рассматривать и возможно предотвратить рассеянный склероз».Дэ Хван Ким, Карл Ф. Л. Олсон, Кайл Эллефсен, и Дженнифер Бэйтс, Калифорнийский университет, Ирвин; и Джулиан Смит, Медицинский центр Колумбийского университета, Нью-Йорк, является соавторами на бумаге.