Ученые обнаружили новые "иммунные центры" в костном мозге черепа

Традиционно череп рассматривался в основном как защитная оболочка для мозга. Однако новые исследования из США предполагают, что он может играть и другую роль: активно помогать в защите того, что находится под ним.

Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе выявили ранее неизвестные иммунные "станции безопасности" в костном мозге черепа мышей.

Что показали эксперименты на мышах

Эти структуры, похожие на лимфатические узлы, реагировали на опухоли головного мозга раньше, чем более отдаленные лимфатические узлы на шее. Когда исследователи нарушили работу этих структур у мышей с глиобластомой, агрессивным видом рака мозга, опухоли росли быстрее, а животные умирали раньше.

"Череп больше не следует рассматривать просто как защитную оболочку мозга", — заявил старший автор исследования Джонатан Кипнис DW.

"Он содержит специализированные иммунные среды, которые, по-видимому, способны локально реагировать на изменения в мозге".

Открытие, опубликованное в журнале Nature, имеет важное ограничение: исследователи пока продемонстрировали функционирование этих структур только у мышей, а не у людей.

Кипнис предостерег, что данные по людям пока предварительны: "Мы обнаружили схожие иммунные клетки в костном мозге человеческого черепа, что предполагает наличие аналогичных структур, но мы еще не доказали, что они организованы или функционируют так же, как у мышей", — сказал он.

Как изменилось представление ученых об иммунитете мозга

На протяжении большей части 20-го века мозг описывался как "иммунологически привилегированный" — необычайно защищенный от иммунной активности, поскольку воспаление, полезное в других частях тела, может повредить деликатную ткань мозга.

Гематоэнцефалический барьер, который строго контролирует, что может проходить из кровотока в ткань мозга, подкреплял идею о том, что мозг в значительной степени изолирован от обычной иммунной системы организма.

Эта картина кардинально изменилась.

Теперь исследователям известно, что мозг непрерывно общается с иммунной системой, особенно через ткани, окружающие мозг.

Лаборатория Кипниса способствовала этому переосмыслению в предыдущих работах, сначала выявив лимфатические сосуды в оболочках, окружающих мозг, а затем показав крошечные каналы, соединяющие эти оболочки с костным мозгом черепа.

"Традиционная концепция иммунологической привилегии уже существенно изменилась", — сказал Кипнис. "Наши открытия добавляют еще один слой, показывая, что специализированные иммунные структуры существуют в костном мозге черепа, непосредственно прилегающем к мозгу".

Как организованы иммунные центры черепа

Исследователи отслеживали перемещение белков из мозга мышей через микроскопические каналы черепа в костный мозг.

Там они обнаружили организованные скопления так называемых B-клеток и T-клеток. T-клетки помогают B-клеткам в "создании большого количества мощных антител, которые помогают бороться с болезнями и инфекциями".

Обнаружение иммунных клеток в костном мозге не было необычным. Удивление вызвало их организация в структуры, напоминающие лимфатические узлы в других частях тела. Эти иммунные центры — место, где иммунные клетки работают вместе для реагирования на угрозы.

Близость к мозгу может обеспечить иммунным центрам более быструю и специализированную иммунную реакцию.

"Лимфатические узлы на шее "разделены" с такими тканями, как рот, горло и кожа", — сказал Кипнис.

"Структуры черепа могут предоставить мозгу что-то вроде собственных выделенных лимфатических узлов, позволяя координировать иммунные реакции локально".

Почему иммунные центры черепа важны

"Мы никогда раньше не видели таких структур в здоровом костном мозге", — сказал соавтор исследования Джанг Хён Парк. "Это захватывающее открытие, которое указывает на то, что сложному мозгу требуются собственные специализированные иммунные структуры для его защиты".

Марко Принц, нейроиммунолог из Университета Фрайбурга, не участвовавший в исследовании, назвал открытие "вехой".

Принц отметил, что значимость открытия заключается в неожиданной организации иммунных клеток.

"Я думаю, никто не ожидал найти такие структуры, похожие на лимфатические узлы, в черепе", — сказал он DW.

Однако Принц подчеркнул, что исследователям еще предстоит доказать существование и функционирование этих центров у людей.

"Основная задача, однако, будет заключаться в том, чтобы увидеть их и в человеческом черепе и доказать, что они там функционируют. Это действительно изменит наше представление об иммунном ответе центральной нервной системы у людей", — сказал Принц.

Как иммунные центры повлияли на опухоли мозга

После обнаружения того, что нарушение работы иммунных центров черепа ускоряет рост опухолей мозга, исследователи проверили, может ли усиление реакции помочь. Они стимулировали костный мозг черепа иммуностимулирующими белками. Обработанные животные эффективнее отвергали опухоли и жили дольше.

Эксперимент поднимает возможность того, что в будущем можно будет воздействовать на костный мозг черепа для влияния на иммунную защиту мозга, не доставляя лечение непосредственно в мозг.

Любое такое лечение у людей остается отдаленной перспективой.

"Сначала нам нужно подтвердить их организацию и функцию у людей, понять, как они меняются при различных заболеваниях, и определить, как ими манипулировать, не вызывая вредного воспаления", — сказал Кипнис.

Что это может означать для других заболеваний мозга

Потенциальные последствия выходят за рамки рака.

Принц отметил, что эти структуры могут быть особенно важны при опухолях головного мозга и инфекциях, где защитный гематоэнцефалический барьер может становиться проницаемым. Их важность при болезни Альцгеймера и Паркинсона, где изменения этого барьера, как правило, менее выражены, "еще предстоит показать", — сказал он.

Кипнис ожидает, что если у людей будут обнаружены схожие функционирующие структуры, их роль может быть гораздо шире.

"Если бы мне пришлось делать ставку, я бы поставил на то, что эти структуры играют роль в любом заболевании мозга, имеющем иммунный компонент", — сказал он.