Учёные из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе обнаружили в костном мозге черепа мышей ранее неизвестные иммунные структуры, напоминающие лимфатические узлы. Эти локальные иммунные центры, расположенные в непосредственной близости от мозга, способны быстро реагировать на опухоли головного мозга, активируясь раньше, чем отдалённые лимфатические узлы получат сигнал об опасности. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Специалисты также зафиксировали присутствие аналогичных иммунных клеток в костном мозге черепа человека, что позволяет предположить, что данная локальная защитная система не является особенностью исключительно грызунов. Ранее считалось, что мозг практически изолирован от иммунной системы, однако в последние годы эти представления существенно изменились. Новые данные указывают на то, что мозг не только взаимодействует с иммунными клетками, но и располагает специализированными иммунными «постами безопасности», размещёнными в необычной близости от него.
В ходе эксперимента на мышах исследователи отслеживали перемещение белков из мозга через каналы, соединяющие череп, твёрдую мозговую оболочку и мозговую ткань, в костный мозг черепа. Там были выявлены организованные иммунные структуры, сходные с теми, что обычно находятся в лимфатических узлах. Лимфатические узлы служат важными координационными центрами иммунной активности: в них Т-фолликулярные хелперные клетки поддерживают B-клетки, которые затем вырабатывают большое количество антител для борьбы с инфекциями и заболеваниями. Обнаружение подобных структур в здоровом костном мозге стало неожиданностью.
«Мы никогда раньше не видели таких структур в здоровом костном мозге, — заявил первый автор исследования Джан Хён Пак, постдокторант лаборатории Кипниса, который осенью открывает собственную лабораторию в Корейском институте передовых технологий. — Это захватывающее открытие, указывающее на то, что сложному мозгу требуются собственные специализированные иммунные структуры для защиты».
Затем учёные проверили, действительно ли эти иммунные центры помогают защищать мозг от заболеваний. На модели глиобластомы — агрессивной формы рака мозга — у мышей с помощью препарата подавляли работу черепных иммунных центров. У таких животных опухоли росли быстрее, а продолжительность жизни была короче, чем у мышей с интактными центрами, что подтверждает активную роль этих структур в ответе на рак мозга. В другом эксперименте исследователи создали целевое лечение для усиления выработки антител в костном мозге черепа: они соединили три иммуностимулирующих белка в геле и разместили его непосредственно под кожей головы. Терапия вызвала всплеск иммунной активности против опухолей, причём ответ сначала возникал в иммунных центрах внутри черепа и лишь затем — в близлежащих лимфатических узлах снаружи. Мыши, получавшие гель, эффективнее отторгали опухоли и жили дольше контрольных.
По словам старшего автора Джонатана Кипниса, профессора патологии и иммунологии, открытие может иметь значение не только для лечения рака мозга. Поскольку эти иммунные центры находятся непосредственно рядом с мозгом, они в перспективе позволят влиять на иммунную активность при неврологических заболеваниях, не затрагивая весь организм. «Знание того, что мозг полагается на первую линию защиты в окружающем черепе, способно изменить наш подход к разработке терапии для многих неврологических состояний, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, шизофрению, длительный COVID и многие другие, имеющие иммунный компонент. Такие методы лечения могли бы получать доступ к этим иммунным центрам напрямую через череп, без серьёзных побочных эффектов со стороны периферических систем», — отметил Кипнис.