Согласно результатам недавнего исследования на мышах, иммунные клетки, борющиеся с кишечными микроорганизмами, могут мигрировать из кишечника в мозг, где они формируют устойчивую «память» о перенесенной инфекции.
Головной мозг защищен оболочками, называемыми менингами, которые ограждают центральную нервную систему от патогенов, которые могут циркулировать в крови. Когда мышей, участвовавших в исследовании, заражали распространенными бактериями и паразитами, вызывающими кишечные заболевания, иммунные клетки мигрировали из кишечника в менинги. Оказавшись там, клетки оставались в этом месте и реагировали на повторную инфекцию, возникшую более чем через месяц после первой, что позволяет предположить, что они сохраняли информацию о перенесенных заболеваниях. Это исследование, опубликованное на прошлой неделе в журнале Nature Neuroscience, «выдающееся» и может помочь ученым лучше понять, как кишечник взаимодействует с центральной нервной системой, считает нейроиммунолог Франциско Квинтана. «Оно открывает целый ряд возможностей», — отмечает он, например, изучение того, как кишечные инфекции могут влиять на неврологические расстройства, и разработку методов лечения, использующих эту взаимосвязь.
В ходе предыдущих исследований было установлено, что в здоровом состоянии некоторые типы иммунных клеток, обнаруживаемых в кишечнике, также присутствуют в мозговых оболочках. Однако лишь в немногих исследованиях изучался вопрос о том, имеют ли кишечник и мозговые оболочки общие иммунные клетки, реагирующие на желудочно-кишечные инфекции, рассказывает соавтор исследования Менна Клатворти, клинический исследователь из Кембриджского университета (Великобритания).
Чтобы выяснить это, Клатворти и её коллеги заразили мышей различными патогенами, вызывающими заболевания желудка, в том числе бактерией Citrobacter rodentium, вызывающей пищевое отравление, и Schistosoma mansoni — паразитическим червем, вызывающим тропическое заболевание, известное как "улитковая лихорадка". Затем исследователи сравнили количество иммунных CD4+ Т-клеток, которые направляют другие иммунные клетки на борьбу с инфекциями, — в кишечнике и в мозговых оболочках.
До заражения CD4+ Т-клетки составляли лишь небольшую часть иммунных клеток, обнаруженных в мозговых оболочках. Через три недели после заражения мышей C. rodentium наблюдался резкий скачок числа Т-клеток, экспрессирующих белок IL-17, как в кишечнике, так и в мозговых оболочках. Известно, что эти типы Т-клеток нацелены на C. rodentium. В обеих тканях также наблюдалось увеличение количества Т-клеток, ориентированных на борьбу с паразитическими червями, через шесть недель после заражения мышей S. mansoni.
Когда Клатворти и её коллеги провели секвенирование тканей кишечника и мозговых оболочек, они обнаружили в каждой из них идентичные рецепторы Т-клеток, что указывает на то, что Т-клетки, «обученные» в кишечнике, после заражения мигрировали из пищеварительного тракта в мозговые оболочки. Они также обнаружили, что Т-клетки использовали сигнальные молекулы, называемые хемокинами, для перемещения к мозговым оболочкам через кровоток. Затем исследователи проверили, формируют ли Т-клетки, происходящие из кишечника, устойчивые популяции, способные «запоминать» предыдущие кишечные инфекции. Они заразили мышей Salmonella Typhimurium — ещё одной бактерией, вызывающей пищевое отравление, — а затем повторно заразили их этим же возбудителем через 5,5 недель. У мышей, перенесших двукратное заражение, в мозговых оболочках обнаружилось гораздо больше Т-клеток, нацеленных на S. Typhimurium, чем у мышей, перенесших однократное инфицирование, что свидетельствует о том, что эти клетки сформировали «память» о предыдущих инфекциях. Эти клетки по-прежнему реагировали, когда мышей повторно заражали тем же патогеном пять месяцев спустя.
Это исследование предоставляет дополнительные доказательства в пользу идеи о том, что мозговые оболочки играют активную роль в системе защиты мозга, отмечает нейроиммунолог Джонатан Кипнис. «Это важное исследование», — говорит он. По его мнению, следующий вопрос заключается в том, чтобы точно определить, какую роль в мозговых оболочках играют Т-клетки, хранящие информацию об инфекциях кишечника. Тем временем Клатворти и её коллеги изучают, мигрируют ли из кишечника в мозг также Т-клетки, защищающие от менингита — тяжёлой инфекции мозговых оболочек. Если это так, то это может открыть реальный путь к разработке пероральной вакцины против этого заболевания, полагает Клатворти. «Это было бы просто потрясающе», — говорит она.
