Исследование Королевского колледжа Лондона, опубликованное в Nature Communications, показывает, как хроническое воспаление может способствовать ухудшению когнитивных функций при болезни Альцгеймера, старении, депрессии, а также как оно влияет на остаточные неврологические последствия вирусных инфекций.
Ученые обнаружили, что добавление молекулы, участвующей в воспалительной реакции, к стволовым клеткам гиппокампа препятствует развитию новых нейронов. Образование нейронов в этой области, известное как нейрогенез в гиппокампе, необходимо для обучения, памяти и регуляции настроения. Это одна из немногих частей человеческого мозга, где у взрослых образуются новые нейроны. Нарушение нейрогенеза в гиппокампе связано со старением, нейродегенерацией и расстройствами настроения, такими как депрессия.
Исследование было сосредоточено на цитокинах — химических сигналах, которые организм вырабатывает в ответ на угрозу, например вирусную инфекцию. Цитокины в конечном счёте запускают остальную часть иммунного ответа, который помогает организму бороться с инфекцией. Высокий уровень цитокинов также является признаком хронического воспаления.
Ранее было установлено, что вирусная инфекция связана с изменением способности создавать новые нейроны в части гиппокампа. Однако было неизвестно, как именно инфекция и воспалительные цитокины влияют на создание нейронов.
Когда исследователи добавили конкретный цитокин, называемый фактором некроза опухоли альфа, в стволовые клетки гиппокампа человека, он помешал им развиться в нейроны. Вместо этого они перешли в состояние «иммунной тревоги», высвобождая сигналы, которые могут привлекать ключевые иммунные клетки, известные как Т-клетки, вызывающие воспаление, и одновременно снижающие выработку новых нервных клеток.
Первый автор исследования доктор Тинне А. Д. Ниссен сказала: «Больше всего нас удивило то, что стволовые клетки не просто повреждались из-за воспаления, но и активно проявляли поведение, которое могло поддерживать иммунные реакции в мозге».
Соавтор исследования профессор Сандрин Тюре, профессор нейробиологии Королевского колледжа Лондона, сказала: «Наши результаты указывают на новую связь между хроническим воспалением и снижением способности мозга генерировать новые нейроны. Воспалительные сигналы могут эффективно перенаправлять стволовые клетки гиппокампа от их обычной роли в формировании нейронов к поддержанию иммунной активности».
Исследователи также выявили неожиданный сигнальный путь, лежащий в основе этого эффекта, с участием интерферонов I типа — молекул, которые обычно ассоциируются с противовирусной защитой организма. Блокирование передачи сигналов интерферона с помощью существующего терапевтического антитела обратило вспять некоторые последствия воспаления — за счет восстановления выработки нейронов и предотвращения привлечения Т-клеток, участвующих в иммунном ответе.
Соавтор исследования, профессор Линда С. Клавенскис, профессор вирусной иммунологии Королевского колледжа Лондона, добавила: «Наша работа раскрывает новый механизм, который поможет объяснить, почему постоянное воспаление так пагубно влияет на здоровье мозга. Исследование также указывает на возможные методы лечения, которые помогут защитить или восстановить способность мозга к регенерации».
