Микробы

Исследователи из Duke University Medical Center обнаружили функциональную связь нервной и иммунной систем, используя в качестве модельного объекта круглого червя. Результаты этой работы, тем не менее, могут быть экстраполированы на человека и применены в разработке новых методов терапии.

На протяжении уже некоторого времени ученые теоретически предполагали, что существует прямая эволюционная связь нервной и иммунной систем, основываясь на согласованности ответа обеих систем на стрессирующие воздействия, однако ничего конкретного на этот счет известно не было.

«Впервые был использован генетический подход для демонстрации того, что специфические нейроны в нервной системе способны регулировать иммунный ответ в удаленных участках организма», говорит профессор молекулярной генетики и микробиологии Алехандро Абаллай (Alejandro Aballay), возглавивший работу.

Ученые выбрали в качестве модельного объекта нервную систему круглого червя нематоды Caenorhabditis elegans. Исследование нейро-иммунных взаимодействий у млекопитающих слишком сложно. Простая и хорошо охарактеризованная нервная система C. elegans и недавно открытая система врожденного иммунитета этого червя делают его идеальным объектом для такого рода экспериментов, где изучаются механизмы взаимодействия иммунной и нервной систем и их эволюционная взаимосвязь.

Научная группа использовала два подхода для выявления генетических связей нервных и иммунокомпетентных клеток.

Они обнаружили, что белок NPR-1, клеточный рецептор круглого червя, соответствующий нейропептиду Y млекопитающих, оказывает подавляющее воздействие на активность специфических нейронов, блокирующих иммунный ответ. Затем были исследованы черви с мутацией в гене npr-1, в результате чего образующийся в клетках рецептор NPR-1 не функционировал. При этом черви становились более восприимчивыми к патогенам, так как нейроны эффективнее подавляли иммунный ответ.

В ответ на контакт с гемолимфой (аналог крови у беспозвоночных, в частности, у круглых червей) рецептор NPR-1 начинают продуцировать три типа нейронов. На сигналы, поступающие от этих нейронов, могут реагировать клетки различных типов, в том числе клетки кишечника, которые часто напрямую взаимодействуют с микробными патогенами.

Исследователи провели полный анализ генома круглых червей с измененными в результате мутации npr-1 функциями нервных клеток. Этот анализ показал, что такие организмы имели сниженную экспрессию молекул врожденного иммунитета. В частности, подавляющее большинство маркерных иммунных генов регулировалось сигнальным каскадом киназы P38 MAPK, который характерен для самых разных видов, в том числе для млекопитающих.

Сложность нервно-иммунных взаимодействий, по мнению авторов работы, предлагает множество возможных мишеней для терапевтических подходов. Результаты работы будут опубликованы в 18м номере журнала Science за 2008 год.