Защитные оболочки головного мозга (менинги), предохраняют центральную нервную систему от патогенов, циркулирующих в крови. Ранее ученые знали, что в нормальном состоянии некоторые типы иммунных клеток кишечника встречаются и в оболочках мозга. Но оставалось неясным, способны ли эти ткани обмениваться клетками, специализирующимися на борьбе с конкретными кишечными инфекциями.
Иммунные клетки кишечника помогают мозгу защищаться от инфекций
Ученые выяснили, что иммунные клетки, защищающие желудочно-кишечный тракт от инфекций, способны перемещаться из кишечника в мозговые оболочки. Там они формируют долгосрочную память о перенесенных заболеваниях. Эксперименты на мышах показали, что такие клетки располагаются в оболочках мозга и помогают его защищать при повторном заражении даже спустя несколько месяцев.
Citrobacter rodentium. https://www.cell.com/cms/10.1016/j.tim.2025.02.018/asset/b59e1d74-1d48-47b6-809b-b983c9b81b1c/main.assets/fx2_lrg.jpg
Мозговые оболочки долгое время считались лишь пассивным барьером, предохраняющим нервную ткань от механических повреждений и инфекций из кровотока. Но современные исследования показывают, что эти оболочки представляют собой полноценный иммунный хаб, где постоянно дежурят защитные клетки, формирующие так называемую «ось кишечник — мозг» и влияющие не только на защиту от микробов, но и на нейродегенеративные процессы.
Чтобы это проверить, исследователи заражали мышей различными патогенами, включая бактерию Citrobacter rodentium и паразитического червя Schistosoma mansoni. После инфицирования ученые сравнили состав CD4+ T-клеток в кишечнике и мозговых оболочках. До начала эксперимента эти клетки составляли лишь небольшую долю иммунной популяции в менингах. Однако через три недели после заражения бактерией в обеих тканях резко выросло количество Т-клеток, вырабатывающих белок IL-17 и нацеленных именно на этот патоген. Работа опубликована в журнале Nature Neuroscience.
Schistosoma mansoni.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Аналогичный рост клеток, предназначенных для борьбы с паразитами, зафиксировали через шесть недель после заражения червями. Секвенирование тканей подтвердило наличие идентичных рецепторов Т-клеток в кишечнике и менингах. Это доказало, что обученные в кишечнике клетки действительно переместились в оболочки мозга по кровотоку с помощью сигнальных молекул — хемокинов.
Клетки памяти в оболочках мозга
Микрофотография, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа с усилением цвета, на которой видно проникновение Salmonella Typhimurium (красный цвет) в культивируемые клетки человека.
На следующем этапе авторы проверили, способны ли пришедшие из кишечника клетки создавать долгоживущие популяции, сохраняющие информацию о прошлых болезнях. Для этого мышей заражали бактерией Salmonella Typhimurium, а затем повторно инфицировали их через пять с половиной недель. У грызунов, перенесших инфекцию дважды, число специфических Т-клеток в мозговых оболочках оказалось существенно выше, чем у зараженных однократно.
Клетки сохраняли способность реагировать на повторную встречу с возбудителем даже спустя пять месяцев. Это подтверждает, что менинги служат активным звеном защитной системы мозга. Сейчас команда Клатворт выясняет, мигрируют ли в мозг Т-клетки, защищающие от менингита. «Если это так, откроется реальный путь к разработке пероральной вакцины против этого тяжелого состояния, — говорит Клатворт. — Это было бы просто замечательно».
Загружаем