Американские и индийские ученые нашли вероятную причину, почему многие вирусы, которые могли бы из верхних дыхательных путей по обонятельным трактам попасть в головной мозг и вызвать потенциально летальный энцефалит, не наносят нервной системе вреда, сообщается в Science Immunology.
Дело в том, что клетки микроглии в обонятельных луковицах активируют CD8+ и CD4+ T-лимфоциты, а также презентуют T-клеткам вирусные антигены. Это обеспечивает достаточно сильный иммунный ответ, чтобы патогены не проникли дальше в мозг.
Обонятельная система — удобные ворота в центральную нервную систему для возбудителей болезней: клетки, воспринимающие запахи, передают сигналы обонятельным луковицам, а они представляют собой вырост головного мозга. Поэтому вирусы, способные поражать нервные клетки, должны после проникновения в верхние дыхательные пути очень быстро попадать в мозг — и, вероятно, вызывать там патологические изменения. Но на деле это происходит редко. Исключения возможны в случае вируса бешенства, который больное животное передало жертве, укусив ее в лицо (правда, он не респираторный), и вирусов SARS-CoV.
Ученые из Индии и США под руководством Дориана Макгейверна (Dorian B. McGavern) из Национального института неврологических расстройств и инсульта исследовали, что происходит с клетками обонятельной системы у мышей, когда их заражают вирусом везикулярного стоматита серотипа Индиана, который относится к тому же семейству, что и вирус бешенства. Животным возрастом 8–10 недель вводили по 10 микролитров жидкости с вирусом (от 1 × 105 до 4 × 105 бляшкообразующих единиц) в каждую ноздрю, после чего наблюдали за состоянием клеток различных типов: нейронов, микроглии и T-лимфоцитов с помощью прижизненной микроскопии.
Каждый тип клеток окрасили своим флуоресцентным красителем. Один из красителей проявлял себя, когда в клетках изменялась концентрация кальция, то есть возникали кальциевые сигналы. Вирус везикулярного стоматита экспрессировал зеленый флуоресцентный белок, благодаря чему распространение патогена тоже можно было видеть. У ряда мышей «выключали» CD8+ T-лимфоциты, CD4+ T-лимфоциты или микроглию.
У мышей без работающих клеток микроглии или T-лимфоцитов быстро развивался энцефалит от вируса везикулярного стоматита, а с функционирующей микроглией этого не происходило: инфекция останавливалась в обонятельных луковицах. Оказалось, что после введения патогена в нос клетки микроглии получают антигены (в данном случае вещества, входящие в состав вируса) от близлежащих нейронов и с помощью MHC 1 класса презентуют их T-лимфоцитам. Нейроны этого по какой-то причине не делают: удаление MHC 1 класса с их поверхности не меняло течение вирусной инфекции.
В ответ на презентацию вирусных антигенов T-лимфоциты выделяют интерфероны, которые борются с вирусами в нейронах, не убивая последние. Тем не менее, вероятно, что некоторое количество нервных клеток при инфицировании вирусом везикулярного стоматита все же погибает. Другие клетки иммунной системы тоже борются с патогенами в этой ситуации, но, по-видимому, без микроглии запустить полноценный противовирусный ответ не получается.
Получается, что клетки микроглии играют роль первой линии защиты от вирусов, способных проникнуть в мозг через обонятельную систему. Вероятно, вещества, которые поддерживают и усиливают реакцию микроглии и (или) T-лимфоцитов на вирусы, можно в ряде случаев использовать для усиления защиты головного мозга от вирусов.
Нервная и иммунная системы тесно связаны, хотя в старых книгах порой можно встретить утверждения, что в головном мозге иммунных клеток, по сути, нет. На самом деле Т-лимфоциты встречаются и в местах образования новых нейронов и тормозят там обновление нервных клеток, действуя на их предшественники гамма-интерфероном.
Автор: Светлана Ястребова