Äskettäin löydetyillä kallokanavilla on rooli immuniteetissa
Tutkijat ovat nyt löytäneet "pieniä kanavia", joiden avulla loukkaantuneet aivot voivat kommunikoida luuytimen kanssa tulehdusprosessissa. Nämä "tunnelit" ovat avain nopeaan immuunivasteeseen.
Tulehdus esiintyy immuunivasteena infektioiden tai vammojen esiintymille kehossa.
Immuunivaste on monimutkaisen koordinaatioprosessin alainen, johon liittyy luuytimeksi kutsuttu sienimäinen kudos.
Luuydin löytyy useiden luiden sisältä, mukaan lukien kallo, selkärangan nikamat ja jalkojen luut, kuten sääriluun.
Tämä kudos tuottaa sekä punasoluja että eräitä immuunisolutyyppejä, jotka kaikki ovat mukana tulehduksessa ja reagoivat vammoihin tai infektioihin.
Nyt Bostonissa sijaitsevan Harvardin lääketieteellisen koulun tutkijoiden tekemä tutkimus, jonka osittain rahoittivat National Institutes of Health (NIH), on havainnut, kuinka aivot ja luuytimet koordinoivat nopean, kohdennetun immuunivasteen varmistamiseksi.
Asiantuntijat selittävät vastauksen lehdessä esitetyssä paperissa Luonto-neurotiede, sijaitsee aiemmin tuntemattomilla kanavilla, jotka sallivat näiden kahden kommunikoida.
"Ajattelimme aina, että käsivartemme ja jalkojemme immuunisolut kulkivat veren kautta vaurioituneeseen aivokudokseen. Nämä havainnot viittaavat siihen, että immuunisolut saattavat pikemminkin käyttää pikakuvaketta tulehdusalueiden nopeaan saapumiseen ", kertoo Francesca Bosetti, NIH: n kansallisen neurologisten häiriöiden ja aivohalvausinstituutin ohjelmajohtaja.
”Tulehduksella on kriittinen rooli monissa aivosairauksissa ja on mahdollista, että uudet kanavat voivat olla tärkeitä useissa olosuhteissa. Näiden kanavien löytäminen avaa monia uusia tutkimusmahdollisuuksia. "
Francesca Bosetti
Loukkaantuneet aivot rekrytoivat apua kallosta
Tutkijat tekivät ensin tutkimuksensa hiirimallilla, ja kun he tiesivät mitä etsiä, he pystyivät myös toistamaan havaintonsa ihmisillä.
Käyttämällä edistyneitä optisia kuvantamistekniikoita he seurasivat neutrofiilien liikkeitä, immuunisolutyyppi, joka tyypillisesti siirtyy ensin kehon paikkoihin, jotka ovat kärsineet loukkaantumisesta.
Tutkijat voisivat selvittää, vapautuivatko aivohalvauksen tai aivokalvontulehduksen seurauksena vaurioituneet aivokudoksen neutrofiilit kallosta löydetystä luuytimestä vai sääriluusta.
Hiirien aivoja tarkasteltaessa tutkijat havaitsivat, että aivohalvauksen aikana loukkaantunut aivokudos saa useimmissa tapauksissa neutrofiilejä kallosta eikä sääriluusta.
Sydänkohtauksen aikana tutkijat paljastivat kuitenkin, että sydän todennäköisesti vastaanottaa saman määrän neutrofiilejä sekä kallosta että sääriluusta, kun otetaan huomioon, että sydän sijaitsee kauempana molemmista luurakenteista.
Lisäksi he huomauttivat, että 6 tuntia aivohalvauksen jälkeen kallon ytimessä on vähemmän neutrofiilejä kuin sääriluun.
Tämä viittaa siihen, että loukkaantuneella aivokudoksella ja kallosta löydetyllä luuytimellä on suora keino kommunikoida, mikä mahdollistaa nopean ja kohdennetun immuunivasteen lähimmältä "vastaajalta".
"Odottamaton" löytö
Kuinka tämä kaikki tapahtuu? Ensimmäinen vihje mukana olevista mekanismeista tuli luuytimen proteiinista, joka tunnetaan stromasoluista peräisin olevana tekijänä 1 (SDF-1), jonka tehtävänä on säätää, milloin immuunisolut varastoidaan luuytimeen ja kun ne vapautuvat.
Kun SDF-1-tasot laskevat, luuytimestä vapautuu neutrofiilejä, jotta ne voivat hoitaa loukkaantunutta kudosta.
Tiimi totesi, että SDF-1-tasot laskevat 6 tuntia aivohalvauksen jälkeen vain kallon luista löydetyssä luuytimessä, mikä osoittaa, että kallosta löytynyt luuydin on suorassa yhteydessä aivoihin, mikä "varoittaa" vaurioista, "Rekrytoida" lähin avun lähde.
"Aloimme [sitten] tutkia kalloa erittäin huolellisesti, katsomalla sitä kaikista näkökulmista ja yrittäen selvittää, kuinka neutrofiilit pääsevät aivoihin", kertoo tutkimuksen toinen kirjoittaja tohtori Matthias Nahrendorf.
"Yllättäen löysimme pieniä kanavia, jotka liittivät luuytimen suoraan aivojen ulkovuoreen", hän lisää.
Tohtori Nahrendorf ja hänen tiiminsä tunnistivat tällaiset "pienet viestintäkanavat" paitsi koko kallossa, myös sääriluussa.
Näiden havaintojen jälkeen hiirillä tutkijat etsivät sitten samoja rakenteita ihmisiltä ja löysivät ne; kanavat, jotka he havaitsivat ihmisen kalloissa, olivat viisi kertaa suuremmat kuin hiirillä nähdyt, he kertovat.
Lisäksi sekä hiirissä että ihmisissä kanavat näkyvät sekä kallon sisä- että ulkokerroksessa.
Tulevaisuudessa tutkijat ovat innokkaita näkemään, minkä tyyppiset solut voivat liikkua näiden vasta löydettyjen kanavien kautta, ja paljastaa lisätietoja siitä, kuinka nämä pienet kanavat välittävät immuunivastetta.
