В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Immunology, ученые из Национальных институтов здоровья (National Institutes of Health) определили специфическую линию защиты, которая ограничивает проникновение инфекции в обонятельную луковицу и защищает нейроны обонятельной луковицы от повреждения вследствие инфекции.
Воспользовавшись специальными вирусами, которые можно отследить с помощью флуоресцентной микроскопии, исследователи обнаружили, что вирусная инфекция, которая начала развиваться в носу, была остановлена непосредственно перед обонятельной луковицей, предотвращая проникновение вируса в центральную нервную систему. Дополнительные эксперименты показали, что микроглии, иммунные клетки в центральной нервной системе, играют недооцененную роль, помогая иммунной системе распознавать вирус, и делают это таким образом, что ограничивает повреждение самих нейронов. Это сохранение нейронов имеет решающее значение, поскольку в отличие от клеток в других тканях, большинство популяций нейронов не возвращаются. Центральная нервная система эволюционировала, чтобы включать несколько защитных механизмов, разработанных для предотвращения попадания патогенов. Однако при вдыхании вирусы проходят через носовые проходы и взаимодействуют с обонятельным эпителием, который отвечает за обоняние. Нейроны в обонятельной системе проходят через небольшие выступы кости, выстилающую полость носа. Нейроны в обонятельном эпителии предоставляют вирусам легкий способ обойти традиционные барьеры центральной нервной системы, обеспечивая прямой путь к мозгу.
Если вирус инфицирует нейроны в дыхательных путях, он может проникнуть в головной мозг и в конечном итоге вызвать энцефалит или менингит. Исследователи заинтересованы в понимании иммунных реакций, которые развиваются на границе между обонятельными нейронами носа, которые оканчиваются в обонятельной луковице и в других областях мозга. По мнению ученых, Т-клетки CD8, которые являются частью иммунной системы, ответственной за контроль над вирусами, очень важны для защиты головного мозга после инфицирования ткани в полости носа. Используя продвинутую микроскопию, ученые в режиме реального времени наблюдали, как Т-клетки CD8 защищают мозг от назальной вирусной инфекции.
Интересно, что CD8 T-клетки, по-видимому, не взаимодействуют напрямую с нейронами, преимущественно инфицированными клеточной популяцией. Вместо этого CD8 T-клетки задействовали микроглию, которая относится к иммунным клеткам центральной нервной системы, действующим как очистители, убирая клеточный мусор и мертвые клетки. Когда проникает вирусная инфекция, микроглия поглощает вирусный материал из окружающей среды и представляет его иммунной системе.
Таким образом, инфицированные обонятельные нейроны могут передавать частицы вируса в микроглию, которые затем обнаруживаются Т-клетками. Затем Т-клетки отвечают, высвобождая противовирусные молекулы, которые очищают вирус от нейронов таким образом, чтобы не убивать клетки. Поскольку микроглия является возобновляемым типом клеток, этот тип взаимодействия имеет смысл с эволюционной точки зрения. Иммунная система разработала стратегии, способствующие сохранению нейронов любой ценой.
Авторы другого исследования утверждают, что омоложение иммунной системы поддерживает восстановление мозга после травмы.
