Как мозг зовёт печень на помощь

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса сообщают, что им удалось установить новый путь, которым мозг «рекрутирует» иммунные клетки организма в случае необходимости. Работа была выполнена на мышиных моделях, которые имитировали инфекцию, инсульт или травму головного мозга человека, и опубликована в Science Signalling.

как мозг зовёт печень на помощь

В случае травмы или инфекции мозг не пользуется собственной иммунной системой (микроглией), а посылает сигналы, которые «призывают» на «военную службу» в мозге иммунные клетки крови. Но вот подробности этого пути оставались неизвестным. Нужно также напомнить, что на пути сигнала, который в этом случае может быть только химическим, стоит так называемый гемато-энцефалический барьер – головная боль всех фармакологов, – который не пропускает большинство веществ из крови в мозг и обратно.

Ещё один важный момент такого «призыва» состоит в том, что, подчас, он причиняет больше вреда, чем пользы. «Обученные» попадать в мозг иммунные клетки остаются там надолго и приводят к его хроническому воспалению и повреждению.

В своем новом исследовании учёные заявляют, что им удалось найти свидетельства того, что везикулы (липидные пузырьки, заполненные молекулами) выделяются астроцитами, транспортируются потоком крови в печень, где лейкоциты получают «инструкции» отправляться в мозг к «проблемной» зоне.

«Наша работа описывает абсолютно новый способ, при помощи которого мозг говорит с телом, – говорит Норман Хоги, профессор неврологии в Университете Джонса Хопкинса. – Идентификация этого пути позволила нам при необходимости перекрывать его и, тем самым, снижать уровень поражения мозга при слишком сильном иммунном ответе организма».

Из работ его коллабораторов Хоги знал, что какие-то молекулы-промоторы воспаления выделяются мозгом и транспортируются в печень после черепно-мозговой травмы. Но какие именно, было непонятно. «Личность» этого «посредника» оставалась неуловимой многие годы.  Хоги с сотрудниками сконцентрировался на ферменте, который носит название «нейтральная сфингомиелиназа» (nSMase2). В «обычной жизни» этот фермент занимается разложением жировых молекул на составляющие части, но, как было известно, ещё и участвует в сигнальном пути цитокина интерлейкина 1-бета, связанном с воспалением.

Для того, чтобы понять, участвует ли nSMase2 в «разговоре» мозга с печенью, учёные имитировал  черепно-мозговую травму инъекцией интерлейкина в стриатум (полосатое тело). Все мыши, участвовавшие в эксперименте, были разделены на три группы. Первой в стриатум вводился чистый интерлейкин. Во второй интерлейкин вводился вместе с препаратом альтенузином, который блокирует действие сфингомиелиназы. В третьей, контрольной группе, в стриатум вводился физраствор. Оказалось, что в первой группе через 24 часа после «травмы» в стриатуме обнаруживалось большое количество иммунных клеток крови. Во второй таких клеток оказывалось в 10 раз меньше, в третьей группе белых кровяных клеток в стриатуме не обнаруживали вообще.

Это открытие сказало, что сфингомиелиназа вовлечена в процесс, но оставалось неясным, что за сигнал идёт от мозга к печени. По словам Хоги, после многих неудачных экспериментов озарение пришло после его визита к коллеге и коллаборатору Дениелу Энтони, который познакомил его с концепцией экзосом – маленьких внеклеточных липидных пузырьков.

«Этот разговор стал «моментом «АГА!!!» в нашем исследовании», – говорит Хоги.

Когда междисциплинарное взаимодействие состоялось, нашлись и более ранние статьи, в которых говорилось, что сфингомиелиназа необходима для формирования экзосом.

Дальнейшую роль экзосом в сигнальном процессе показали изящным экспериментом. Даже через четыре часа после «травмы» головного мозга мыши авторы брали экзосомы из крови и вводили их в хвостовую вену другой, «нетравмированной мыши» вместе с подавляющим активность nSMase2 альтенузином, а «призыв» иммунных клеток всё равно работал.

Но и это ещё не всё. Авторы «распотрошили» везикулы и проанализировали вещества, которые транспортировались в печень, чтобы передать полноту команды. В экзосомах удалось обнаружить 10 ранее неизвестных белков и 23 микроРНК.

«Теперь, узнав о терапевтическом потенциала nSMase как мишени, мы работаем в тесном контакте с коллегами из фармацевтического отделения Университета Джонса Хопкинса, чтобы найти мощные ингибиторы  фермента nSMase, которые могут быть разработаны для клинического применения», — говорит Хоги.

Текст: Алексей Паевский

Ссылка на источник