Как свидетельствуют недавние исследования, проведенные на зародышах лягушек, мозг может напрямую направлять клетки иммунной системы к месту, где развивается инфекция, и в роли одной из основных «направляющих» молекул является один из основных нейромедиаторов – дофамин.
У зародышей лягушек и нервная система, и иммунная система развиты не в полной мере. Так, система адаптивного иммунитета, действие которой связано с продукцией антител, у зародышей еще не работает, зато функционирует так называемый врожденный, или неспецифический, иммунитет. Врожденный иммунитет составляют особые клетки разных типов, в частности, макрофаги, которые поглощают инфекционные агенты, вторгшиеся в организм.
Чтобы искусственно вызвать инфекцию, исследователи вводили в зародыши шпорцевой лягушки Xenopus laevis кишечную палочку Escherichia coli. Оказалось, что более половины зародышей выживают в результате этой бактериальной инфекции, однако, если зараженному зародышу удалить мозг, то доля вышивших зародышей снизится до 16%.
Первоначально ученые полагали, что удаление мозга каким-то образом угнетает развитие иммунной системы, и подвергшиеся удалению мозга зародыши имеют меньше иммунных клеток, чем в норме. Однако клеточный состав иммунной системы в обоих случаях оказался одинаковым.
Причина, как выяснилось, заключалась в том, что в отсутствие мозга макрофаги утрачивали способность направленно мигрировать к месту инфекции и эффективно поглощать и разрушать бактериальные клетки. У зародышей, лишённых мозга, клетки иммунной системы вместо этого образовывали скопления вокруг неправильно сформированных периферических цепочек нейронов (нарушения в формировании периферической нервной системы также были связаны с удалением мозга).
Более детальный анализ зародышей, которым удалили мозг, показал, что уровень дофамина в остатках их нервной системы сильно снижен. Исследователи предположили, что именно дофамин и может быть той самой молекулой, которая направляет иммунные клетки к очагу инфекции на ее ранних стадиях. Отсутствие химического сигнала в виде молекул дофамина препятствует согласованной миграции иммунных клеток и обусловливает повышенную смертность зародышей в результате инфекции.
«Мы обнаружили, что макрофаги, врожденные клетки иммунной системы, которые поглощают и уничтожают бактерии, не мигрируют в нужном направлении без мозга, – сказал Майкл Левин, автор исследования. – Без него и его сигналов экспрессия генов и активность врожденной иммунной системы нарушаются, что приводит к повышенной восприимчивости к бактериальным патогенам».
Отдельный текст о том, как развивается нервная система, вы можете прочитать на нашем портале, а подробно о исследовании можно узнать из публикации в NPJ Regenerative Medicine.
Текст: Елизавета Минина