В костном мозге черепа мышей обнаружили структуры, напоминающие лимфатические узлы и участвующие в защите центральной нервной системы. В модели глиобластомы нарушение их работы ускоряло рост опухоли и сокращало продолжительность жизни животных, а усиление местного иммунного ответа помогало организму эффективнее отторгать опухолевые клетки. О том, как костный мозг черепа участвует в иммунной защите мозга и можно ли использовать открытие для лечения людей, — в материале «Известий».
Какие иммунные структуры обнаружили в черепе
Исследователи Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе выявили в костном мозге черепа мышей организованные скопления иммунных клеток. По строению и выполняемым задачам они напоминали структуры, которые обычно находятся в лимфатических узлах.
Внутри таких скоплений ученые обнаружили образования, сходные с зародышевыми центрами лимфатических узлов, а также особую популяцию Т-хелперов. Эти клетки помогают активировать В-лимфоциты, которые участвуют в выработке антител и формировании гуморального иммунного ответа.
Авторы научной работы называют найденные образования лимфоидными структурами костного мозга черепа. Выражение «иммунный орган», использованное в сообщениях об исследовании, является образным: ученые не заявляли об открытии отдельного анатомического органа у человека.
«Костный мозг черепа — это гораздо больше, чем часть структурной основы. В нем находятся ранее неизвестные центры иммунного ответа, связанного с мозгом», — рассказал старший автор исследования, профессор патологии и иммунологии Джонатан Кипнис.
Как мозг передает сигналы иммунной системе
Ранее считалось, что головной мозг в значительной степени отделен от иммунной системы. Однако последующие исследования выявили лимфатические сосуды в твердой мозговой оболочке, расположенной непосредственно под черепом, а также микроскопические каналы, соединяющие костный мозг черепа, мозговые оболочки и ткани мозга.
Через эти каналы могут перемещаться иммунные клетки, спинномозговая жидкость и продукты клеточного обмена. В новой работе исследователи проследили, как белки из мозга мышей проходили через подобные пути и попадали в костный мозг черепа.
Находящиеся там иммунные структуры реагировали на поступающие из центральной нервной системы антигены — молекулы, которые иммунитет способен распознавать как цель. Местная реакция возникала раньше, чем соответствующий сигнал появлялся в более удаленных лимфатических узлах.
По словам первого автора работы Джанг Хен Парка, такие структуры ранее не обнаруживали в здоровом костном мозге. Их расположение рядом с мозгом может позволять иммунной системе быстрее реагировать на происходящие в нем изменения.
Как иммунные центры отреагировали на рак мозга
Чтобы проверить, участвуют ли найденные структуры в защите от заболеваний, ученые использовали мышиную модель глиобластомы — агрессивной злокачественной опухоли головного мозга.
Исследователи нарушили работу лимфоидных структур в костном мозге черепа при помощи препарата. После этого опухоли у мышей росли быстрее, а продолжительность жизни животных сокращалась по сравнению с контрольной группой. Результаты показали, что местные иммунные центры не просто получают сигналы из мозга, но и участвуют в противоопухолевой защите.
Затем ученые попытались усилить этот ответ. Смесь трех стимулирующих иммунитет белков поместили в гель и нанесли непосредственно под кожу головы мышей. Такая доставка была рассчитана на повышение выработки антител в костном мозге черепа.
Иммунная реакция сначала усилилась в структурах внутри костного мозга черепа и только позднее появилась в расположенных за его пределами лимфатических узлах. Получившие гель мыши эффективнее отторгали опухоли и жили дольше животных из контрольной группы.
Что известно о подобных структурах у людей
Исследователи также обнаружили в образцах костного мозга человеческого черепа иммунные клетки, сходные с выявленными у мышей. Это указывает на возможность существования похожей системы у человека, однако ее строение, функции и роль в защите от опухолей еще предстоит подтвердить.
Опыты по нарушению и усилению работы иммунных структур проводились только на мышах. Ученые не проверяли такой метод лечения у пациентов с глиобластомой, поэтому говорить о его эффективности или безопасности для людей пока нельзя.
В перспективе костный мозг черепа может стать новой мишенью для локальной иммунотерапии. Теоретически воздействие непосредственно на расположенные рядом с мозгом иммунные центры позволит усиливать необходимую реакцию, не затрагивая всю иммунную систему организма.
Авторы предполагают, что открытие может быть важно не только для изучения опухолей, но и для исследований болезней Альцгеймера и Паркинсона, шизофрении, постковидного синдрома и других состояний с иммунным компонентом. Пока это возможные направления дальнейшей работы, а не подтвержденные способы лечения этих заболеваний.