Исследование Королевского колледжа Лондона, опубликованное в Nature Communications, демонстрирует, каким образом продолжительное воспаление может приводить к снижению умственных способностей при болезни Альцгеймера, возрастных изменениях, депрессии, а также как оно воздействует на последствия перенесенных вирусных заболеваний для нервной системы.

В ходе исследований было установлено, что включение в состав стволовых клеток гиппокампа молекулы, вовлеченной в воспалительный процесс, подавляет формирование новых нейронов. Процесс образования нейронов в этой области мозга, именуемый нейрогенезом в гиппокампе, критически важен для обучения, сохранения памяти и поддержания эмоционального равновесия. Это одна из немногих областей человеческого мозга, где наблюдается образование новых нервных клеток у взрослых людей. Сбои в нейрогенезе в гиппокампе связаны с процессом старения, дегенеративными изменениями в тканях головного мозга и расстройствами настроения, такими как депрессия.

Основное внимание в исследовании было уделено цитокинам — химическим веществам-сигналам, которые организм производит при возникновении угрозы, например во время вирусной инфекции. Цитокины инициируют каскад иммунных реакций, помогающих организму справиться с патогенными агентами. Повышенный уровень цитокинов также указывает на наличие хронического воспалительного процесса.

В предыдущих работах было установлено, что вирусная инфекция оказывает влияние на способность к формированию новых нейронов в гиппокампе. Однако механизм воздействия инфекции и провоспалительных цитокинов на этот процесс оставался неясным.

Введение определенного цитокина – фактора некроза опухоли альфа – в стволовые клетки гиппокампа человека препятствовало их дифференцировке в нейроны. Вместо этого они переходили в состояние, характеризующееся «иммунным возбуждением», высвобождая вещества, способные привлекать иммунные компоненты, такие как Т-лимфоциты, известные своей ролью в воспалительных процессах, и одновременно подавляющие образование новых нервных клеток.

Первый автор работы, доктор Тинне А. Д. Ниссен, отметила: «Наибольшей неожиданностью для нас стало то, что стволовые клетки не просто страдали от последствий воспаления, но демонстрировали активное поведение, направленное на поддержание иммунных реакций в головном мозге».

Соавтор исследования, профессор Сандрин Тюре из Королевского колледжа Лондона, подчеркнула: «Полученные нами данные указывают на новую взаимосвязь между продолжительным воспалением и ослабленной способностью мозга к формированию новых нейронов. Воспалительные сигналы могут фактически перенаправлять стволовые клетки гиппокампа от их обычной функции – образования нервных клеток – к поддержанию иммунной активности».

Ученые также обнаружили ранее неизвестный механизм передачи сигнала, лежащий в основе этого эффекта. Он включает молекулы интерферона I типа — веществ, которые обычно связаны с защитой организма от вирусных инфекций. Предотвращение активации сигнального пути интерферонов посредством существующего лекарственного препарата – антитела – позволило обратить вспять некоторые негативные последствия воспаления: восстановилось производство нейронов и прекратилась мобилизация Т-лимфоцитов, участвующих в иммунном ответе.

По словам соавтора работы, профессора Линды С. Клавенскис, специалиста в области вирусной иммунологии из Королевского колледжа Лондона, проведенное исследование выявило ранее неизвестный способ действия, который может пролить свет на то, почему хроническое воспаление оказывает негативное воздействие на функции головного мозга. Кроме того, полученные данные намекают на потенциальные терапевтические подходы для сохранения или восстановления способности нейронов к самовосстановлению.

[Фото: King’s College London / Dr Tinne A. D. Nissen ]