Инсульт: макрофаги мигрируют из крови

Инсульт: макрофаги мигрируют из крови
                Дополнительные окрашенные в красный цвет клетки (вверху справа) происходят из костного мозга, чистые зеленые клетки являются резидентной микроглией. Предоставлено: (c) AG Stumm/UKJ.

Макрофаги являются частью врожденной иммунной системы и необходимы для развития и функционирования мозга. Используя новый метод, ученые из Университетской клиники Йены, Боннского университета и Мемориального онкологического центра Слоана Кеттеринга в Нью-Йорке (США) смогли визуализировать макрофаги, которые образовались в костном мозге. В исследованиях на мышах эта технология позволила исследователям заметить, что вскоре после инсульта многочисленные макрофаги, мигрировавшие из крови, начинают атаковать мертвую и прилегающую здоровую ткань мозга. Результаты были опубликованы в журнале Nature Neuroscience.
                                                                                       

В древнегреческом языке термин макрофаг означает что-то вроде «большой едок». Эти клетки являются компонентами нашей врожденной иммунной системы, которые присутствуют в каждой ткани нашего тела. В мозге эти резидентные иммунные клетки называются микроглией и играют важную роль в нормальном развитии и функционировании мозга. Во время воспалительных процессов, например, после инсульта, инфекций головного мозга, рассеянного склероза или болезни Альцгеймера, в игру вступают другие макрофаги, которые набираются из костного мозга. Имеет ли значение в отношении заболеваний головного мозга, находятся ли макрофаги в мозге или мигрировали в мозг? Этот вопрос до сих пор остается нерешенным, поскольку ученые не смогли провести различие между двумя типами клеток с использованием традиционных методов.

Именно здесь проводятся исследования рабочей группы, возглавляемой профессором доктором Ральфом Штуммом из Йенской университетской больницы и его партнерами профессором доктором Эльвирой Масс из Боннского университета и профессором доктором Фредериком Гейсманом из Мемориального Слоана Входит Центр Рака Кеттеринг в Нью-Йорке (США). Команда исследовала мышей, у которых генетическая информация для молекулярного переключения была введена в ген под названием Cxcr4. Если этот переключатель активируется специальным агентом, стволовые клетки в костном мозге, из которых происходят все кровеносные иммунные клетки, производят цветной флуоресцентный белок.

Микроглия в мозге не загорается

«Хитрость с нашей моделью заключается в том, что эта функция передается дочерним клеткам, циркулирующим в крови, тогда как резидентная микроглия в мозге не отмечена», — объясняет фармаколог Штумм. Таким образом, иммигрировавшие иммунные клетки можно легко отличить от микроглии по их цвету. Исследователи смогли показать, что в течение здоровой жизни мышей в мозге практически не образуются макрофаги, генерируемые стволовыми клетками костного мозга. Это дополняет более ранние выводы профессоров Geissmann и Mass, что макрофаги, расположенные в тканях, развиваются очень рано во время эмбрионального развития, колонизируют весь эмбрион и с тех пор поддерживают себя посредством клеточного деления.

С помощью своего модельного исследования на мышах исследователи обнаружили, что вскоре после инсульта многочисленные макрофаги, мигрировавшие из крови, начинают атаковать мертвую и прилегающую здоровую ткань мозга. Вопреки предыдущим предположениям, посторонние полностью ушли из здоровой мозговой ткани в последующие дни и были обнаружены только в мертвой мозговой ткани.

Исследователи инактивировали функцию гена Cxcr4

На следующем этапе исследователи инактивировали функцию гена Cxcr4, оставив нетронутым молекулярный переключатель, который помогает им обнаруживать иммигрировавшие иммунные клетки. «Мы интересовались Cxcr4, потому что этот белок действует как антенна, то есть как рецептор, для вещества-мессенджера, который, как полагают, участвует в воспалительных процессах в мозге», — говорит профессор Штумм. Исследователи обнаружили, что инсульт первоначально привлекал меньше макрофагов в мозг, когда функция Cxcr4 отсутствовала. В последующие дни макрофаги, которые мигрировали в мозг, мигрировали лишь не полностью в мертвую ткань мозга. Некоторые оставались в здоровой мозговой ткани слишком долго и мешали резидентной микроглии успокоиться.

«Более того, многочисленные гены, необходимые для защитного иммунного ответа, не были включены в иммигрировавших макрофагах, тогда как стимулирующие воспаление гены были сверхэкспрессированы в резидентных макрофагах», — говорит профессор Масса, который является членом кластера. передового опыта в области иммунологической чувствительности в Боннском университете. Кроме того, отсутствие рецептора Cxcr4 у мышей с инсультом приводило к увеличению повреждения тканей и ухудшению общего состояния мышей.

Генетический переключатель — это универсальный инструмент

В целом, исследователи видят две достигнутые вехи: их генетическое переключение является универсальным инструментом, который позволяет ученым лучше исследовать функцию иммунных клеток, происходящих из костного мозга. Кроме того, они показывают, что рецептор Cxcr4 является частью иммунного ответа, с помощью которого макрофаги, происходящие из костного мозга, защищают поврежденный мозг. «Чем лучше мы понимаем пространственную и временную активацию молекулы Cxcr4 во время инсульта, тем лучше мы сможем лечить пациентов с препаратами, ингибирующими Cxcr4, в будущем», — говорит профессор Штумм.

Spread the love