Микроглия в обонятельной луковице имеет нос для защиты мозга от инфекции

T cell
Сканирующая электронная микрофотография человеческого Т-лимфоцита (также называемого Т-клеткой) иммунной системы здорового донора. Кредит: NIAID

Исследователи из Национального института неврологических расстройств и инсульта (NINDS), входящего в состав Национального института здоровья, определили специфическую линию защиты, которая ограничивает инфекцию обонятельной луковицы и защищает нейроны обонятельного органа. луковица от повреждений из-за инфекции. Нейроны в носу реагируют на вдыхаемые запахи и посылают эту информацию в область мозга, называемую обонятельной луковицей. Хотя расположение носовых нейронов и их воздействие на окружающую среду делают их легкой мишенью для заражения воздушно-капельным вирусом, вирусные респираторные инфекции редко попадают из обонятельной луковицы в остальную часть мозга, где они могут вызвать потенциально смертельный энцефалит. Исследование было опубликовано в Science Immunology.

Используя преимущества специальных вирусов, которые можно отследить с помощью флуоресцентной микроскопии, исследователи во главе с Дорианом МакГаверном, доктором философии, старшим исследователем в NINDS, обнаружили, что вирусная инфекция, которая началась в носу, была остановлена ​​прямо перед тем, как она могла распространиться. от обонятельной луковицы до остальной части центральной нервной системы.

«Вирусы, переносимые по воздуху, постоянно бросают вызов нашей иммунной системе, но мы редко видим вирусные инфекции, приводящие к неврологическим заболеваниям», — сказал доктор МакГаверн. «Это означает, что иммунная система в этой области должна быть замечательно хороша для защиты мозга».

Дополнительные эксперименты показали, что микроглия, иммунные клетки в центральной нервной системе, играет недооцененную роль, помогая иммунной системе распознавать вирус, и делает это таким образом, что ограничивает повреждение самих нейронов. Это сохранение нейронов имеет решающее значение, потому что в отличие от клеток в большинстве других тканей, большинство популяций нейронов не возвращаются.

Из-за этого центральная нервная система эволюционировала, чтобы включать в себя несколько защитных механизмов, предназначенных для предотвращения распространения патогенных микроорганизмов. Однако при вдыхании переносимых по воздуху вирусов они проходят через носовые проходы и взаимодействуют с тканью, называемой обонятельным эпителием, которая отвечает за наше обоняние. Нейроны на краю обонятельной системы проходят через небольшие выступы через кость, выстилающую полость носа. Эти проекции проникают в мозг, давая ему доступ к запахам, присутствующим в воздухе. Нейроны в обонятельном эпителии также предлагают вирусам легкий способ обойти традиционные барьеры центральной нервной системы, обеспечивая прямой путь к мозгу.

«Если вирус заражает отростки нейронов, которые свисают в дыхательных путях, у этого вируса есть шанс проникнуть в мозг и в конечном итоге вызвать энцефалит или менингит», — сказал доктор МакГаверн. «Мы заинтересованы в понимании иммунных реакций, которые развиваются на границе между обонятельными нейронами носа, которые заканчиваются в обонятельной луковице, и остальной частью мозга».

р. Команда МакГаверна смогла показать, что Т-клетки CD8, являющиеся частью иммунной системы, ответственной за контроль над вирусами, очень важны для защиты мозга после инфицирования носовой ткани. Используя продвинутую микроскопию, его группа в реальном времени наблюдала, как Т-клетки CD8 защищают мозг от назальной вирусной инфекции.

Интересно, что CD8 T-клетки, по-видимому, не взаимодействуют напрямую с нейронами, преимущественно инфицированной клеточной популяцией. Вместо этого они задействовали микроглию, которая является иммунными клетками центральной нервной системы, которые действуют как сборщики мусора, убирая клеточный мусор и мертвые клетки. Когда происходит вирусная инфекция, микроглия, по-видимому, поглощает вирусный материал из окружающей среды и представляет его иммунной системе, как если бы он заразился.

Таким образом, инфицированные обонятельные нейроны могут «передавать» частицы вируса в микроглию, которые затем обнаруживаются Т-клетками. Затем Т-клетки отвечают, высвобождая противовирусные молекулы, которые очищают вирус от нейронов таким образом, чтобы не убивать клетки. Поскольку микроглия является возобновляемым типом клеток, этот тип взаимодействия имеет смысл с эволюционной точки зрения.

«Иммунная система разработала стратегии, способствующие сохранению нейронов любой ценой», — сказал доктор МакГаверн. «Здесь мы показываем, что микроглия может» принять удар «от нейронов, задействуя Т-клетки, что позволяет антивирусной программе разыгрываться».

В последнее время большое внимание уделяется респираторным вирусным инфекциям в связи с нынешней пандемией COVID-19. Д-р МакГаверн отметил, что, хотя этот вирус не был изучен в этих экспериментах, некоторые из симптомов, которые он вызывает, предполагают, что тот же механизм, описанный здесь, может быть задействован.

«Одним из интересных симптомов, связанных с заражением новым коронавирусом, является то, что многие люди теряют свое обоняние и вкус. Это говорит о том, что вирус является не только респираторным патогеном, но, вероятно, также воздействует на обонятельные сенсорные нейроны или разрушает их. «

Важно отметить, что широко распространенная инфекция обонятельных сенсорных нейронов, будь то новый коронавирус, вирус, использованный в этом исследовании, или любой другой подобный вирус, вероятно, нарушит наше обоняние. Однако, в отличие от других нейронов в центральной нервной системе, эти сенсорные нейроны, которые начинаются в носу и заканчиваются в мозге, способны к регенерации после того, как инфекция очищена.

«Иммунный ответ, который мы описываем, не защищает обонятельные сенсорные нейроны и обоняние», — объяснил доктор МакГаверн. «Это не обязательно долгосрочная проблема, потому что эти сенсорные нейроны могут быть заменены после того, как с вирусом есть дело. Важно защитить мозг и центральную нервную систему от энцефалита или менингита — наше обоняние часто можно восстановить. со временем. «

р. МакГаверн продолжил, сказав, что, учитывая важность микроглии в стимуляции противовирусного ответа, факторы, которые могут привести к их истощению или потере функции, могут увеличить восприимчивость к инфекции центральной нервной системы.

Spread the love