Учёные из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе обнаружили в костном мозге черепа мышей ранее неизвестные иммунные структуры, напоминающие лимфатические узлы. Эти образования расположены рядом с мозгом и способны быстро реагировать на опухоль, ещё до того, как сигнал о заболевании поступит в более удалённые лимфатические узлы. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Работа стала первым описанием подобных иммунных центров внутри костной ткани. Исследователи также нашли признаки присутствия сходных иммунных клеток в костном мозге человеческого черепа, поэтому обнаруженная система может существовать не только у мышей. Ранее считалось, что мозг в значительной степени изолирован от иммунной системы, однако новые данные указывают на наличие рядом с ним специализированных защитных структур.
Предыдущие исследования группы Джонатана Кипниса помогли пересмотреть представления о связи мозга с иммунитетом. Учёные обнаружили лимфатические сосуды в твёрдой мозговой оболочке, расположенной непосредственно под черепом, а затем выявили небольшие каналы, соединяющие череп, оболочку мозга и мозговую ткань. По этим каналам иммунные клетки и клеточные отходы могут перемещаться между мозгом и костным мозгом черепа.
В новом эксперименте на мышах специалисты проследили путь белков из мозга через обнаруженные каналы в костный мозг. Там они нашли организованные скопления клеток, похожие на структуры лимфатических узлов. В таких узлах Т-фолликулярные клетки-помощники поддерживают В-клетки, которые способны вырабатывать большое количество антител. «Мы никогда прежде не видели подобных структур в здоровом костном мозге», — сказал первый автор исследования Джан Хён Пак, научный сотрудник лаборатории Кипниса, который осенью начнёт работу в собственную лабораторию в Корейском передовом институте науки и технологий.
Затем исследователи проверили роль этих образований при глиобластоме — агрессивной опухоли мозга. Когда иммунные центры черепа блокировали с помощью препарата, опухоли у мышей росли быстрее, а продолжительность жизни животных сокращалась. Это показало, что обнаруженные структуры участвуют в местной защите мозга от рака.
Учёные также попытались усилить их работу: под кожу головы мышей вводили гель с тремя белками, стимулирующими иммунитет и производство антител в костном мозге черепа. Иммунная реакция сначала возникала в расположенных там центрах, а затем распространялась на ближайшие лимфатические узлы за пределами черепа. Обработанные животные эффективнее отторгали опухоли и жили дольше контрольных. «Это исследование показывает, что костный мозг черепа — не просто структурная основа, а ранее неизвестный центр иммунных реакций, связанных с мозгом», — отметил старший автор работы Джонатан Кипнис, слова которого приводит ScienceDaily. По его словам, открытие может изменить подходы к лечению опухолей мозга и других заболеваний с иммунным компонентом, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, шизофрению и длительный COVID-19.