Иммунная система может вызывать тревогу в ответ на инфекцию
Новое исследование на мышах дополняет доказательства того, что иммунная система не только атакует вторгшиеся патогены, но также может вызывать тревогу и влиять на настроение. Обнаружены новые доказательства связи между иммунной системой и поведением.
За последние несколько лет ученые обнаружили некоторые интригующие связи между иммунитетом и поведением.
Одна из иммунных сигнальных молекул или цитокинов, которые опосредуют эти связи, называется интерлейкин-17a (IL-17a).
IL-17a играет большую роль в псориазе, который является аутоиммунным заболеванием кожи.
Однако псориаз также может способствовать депрессии. Действительно, исследование с участием модели псориаза на мышах показало, что IL-17a вызывает симптомы депрессии.
У людей исследователи также связали эту молекулу с устойчивой к лечению депрессией.
Исследования на мышах даже выявили причастность IL-17a к развитию аутизма.
«Мозг и тело не так сильно разделены, как все думают», — говорит профессор Джонатан Кипнис, нейробиолог из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе, штат Миссури.
Во время работы в Медицинской школе Университета Вирджинии в Шарлоттсвилле профессор Кипнис и его коллеги обнаружили, что IL-17a вызывает у мышей тревожное поведение.
«Сейчас мы изучаем, может ли количество IL-17a быть связано с тревожными состояниями у людей», — говорит профессор Кипнис.
Ученые опубликовали результаты своего исследования на мышах в журнале Nature Immunology. Калил Алвес де Лима, доктор наук, который сейчас работает в Вашингтонском университете, руководил этим исследованием.
Иммунная система может вызывать тревогу через Гамма-дельта Т-клетки
Иммунные клетки, называемые гамма-дельта Т-клетками, продуцируют IL-17a. Эти клетки присутствуют в мозговых оболочках, окружающих головной и спинной мозг.
Чтобы определить, какое влияние IL-17a может иметь на поведение, ученые изучили мышей, у которых гамма-дельта Т-клетки не продуцировали IL-17a, и мышей, у которых эти клетки полностью отсутствовали.
Они подвергли мышей стандартным тестам на память, социальное поведение, поиск пищи и тревожность. Мыши показали такие же хорошие результаты, как и нормальные мыши, во всех тестах, кроме двух, измеряющих уровень тревожности.
В этих тестах мыши, у которых отсутствовали гамма-дельта Т-клетки или не продуцировались IL-17a, с большей вероятностью исследовали открытые участки. В дикой природе такое поведение подвергнет их большему риску быть съеденными хищниками.
Исследователи интерпретировали это как признак снижения тревожности у животных без передачи сигналов IL-17a в их центральную нервную систему.
Затем ученые исследовали, как сигнал влияет на нейроны в их мозгу. Они обнаружили рецепторы для IL-17a на типе стимулирующей нервной клетки, называемой глутаматергическим нейроном.
Когда они генетически манипулировали нейронами, чтобы они не вырабатывали эти рецепторы, мыши проявляли менее тревожное поведение.
Ось кишечник-мозг
Предыдущие исследования на животных выявили множество возможных связей между бактериями, живущими в кишечнике, и поведением, в том числе тревожным поведением.
Эта связь известна как ось кишечник-мозг, и ученые предложили иммунную систему как один из возможных способов передачи сообщений между ними.
Чтобы исследовать роль IL-17a в оси кишечник-мозг, Алвес де Лима и его коллеги вводили мышам липополисахарид. Это токсин, который вырабатывают бактерии. Он вызывает сильную иммунную реакцию.
В ответ на инъекцию гамма-дельта Т-клетки в мозговых оболочках, окружающих мозг животных, продуцировали больше IL-17a.
В другом эксперименте, когда исследователи лечили мышей антибиотиками, чтобы убить бактерии в их кишечнике, животные вырабатывали меньше IL-17a.
В совокупности результаты этих экспериментов предполагают, что иммунная система эволюционировала не только для борьбы с инфекцией, но и для корректировки поведения, чтобы обезопасить животных, пока они находятся в ослабленном состоянии.
«Выбор специальных молекул для одновременной иммунологической и поведенческой защиты — это разумный способ защиты от инфекции. Это хороший пример того, как цитокины, которые в основном эволюционировали для борьбы с патогенами, также действуют на мозг и модулируют поведение» — сообщил Калил Алвес де Лима.
Команда сейчас изучает, как гамма-дельта Т-клетки в мозговых оболочках, окружающих мозг, могут обнаруживать присутствие бактерий в других частях тела.
Исследователи также изучают, как именно передача сигналов IL-17a в мозг изменяет поведение.
Ученые сделали следующий вывод:
«Наши результаты позволяют по-новому взглянуть на нейроиммунные взаимодействия на интерфейсе менингеального мозга и, исходя из этого, проводить дальнейшие исследования новых методов лечения нейропсихиатрических состояний».
Хотя физиология мышей и людей очень похожа, ученым необходимо провести больше исследований, чтобы изучить возможные связи между иммунной системой человека и его настроением.
