Nově objevené mozkové buňky bojují se zánětem dle instrukcí střevních bakterií

Přestože jsou astrocyty nejhojněji zastoupenou buňkou v centrálním nervovém systému, je stále poměrně obtížné charakterizovat jejich roli, kterou zde zastávají. Již dlouho víme, že jejich primární funkcí je zásobovat mozek živinami. V průběhu let se však podařilo přinést důkazy o tom, že tyto buňky mohou rovněž regulovat zánětlivé reakce.

Nově tým z Brigham and Women's Hospital ukázal, že specifická subpopulace astrocytů může fungovat protizánětlivě a to na základě signálů, regulovaných bakteriemi střevního traktu. Jejich objev byl publikován v časopise Nature.

"Doposud mnoho laboratoří po celém světě popsalo podpůrnou roli astrocytů v boji s neurologickými onemocněními," říká jeden z autorů práce, Francisco Quintana z Ann Romney Center for Neurologic Diseases. Uvádí, že práce jeho týmu poprvé prokázala, že podmnožina těchto buněk může zánětu přímo zabránit. Podle něj tomuto zjištění dříve bránila skutečnost, že se na astrocyty hledělo jako na uniformní buňky stejné funkce. "Poprvé však mezi nimi vidíme rozdíly," dodává.

Vědci použili pro identifikaci podskupiny astrocytů nástroje, které jim umožnily analyzovat geny a proteiny. Astrocyty se nacházejí v blízkosti mozkových plen, kde exprimují protein zvaný LAMP1 a TRAIL. Tyto látky umožňují astrocytům vyvolávat buněčnou smrt v imunitních T-buňkách, které podporují zánět a ten tak omezovat.

Aby zjistili, jaký mechanismus tyto astrocyty řídí, využili známý nástroj pro úpravu genů CRISPR-Cas9. Následně odhalili signální molekulu nazvanou interferon-gama, která expresi proteinu TRAIL řídí. Rovněž zjistili, že je interferon exprimován v buňkách, které cirkulují tělem a nakonec pronikají do mozkových plen. Buňky k výrobě tohoto proteinu jsou pak řízeny pomocí signalizace, pramenící ve střevním mikrobiomu.

Pochopení mechanismů řídících protizánětlivé funkce této skupiny astrocytů by mohlo vědcům umožnit vyvinout terapeutické metody v boji s neurologickými onemocněními, jako je například roztroušená skleróza. Zkoumají například vliv některých probiotických látek, které by mohly protizánětlivou aktivitu těchto astrocytů regulovat. Podle jejich práce se rovněž ukazuje, že tuto cestu využívají mozkové nádory, které tak unikají imunitní odpovědi těla.

"Jedná se o nový mechanismus, kterým střevo řídí zánět v mozku," shrnuje Francisco Quintana. "Vedle potenciální nové terapie neurologických onemocnění by tento mechanismus mohl přispět k léčbě mozkových nádorů." Uvádí, že nyní se laboratoř soustředí na bližší objasnění mechanismů, pomocí kterých střevní mikroflóra populace astrocytů řídí.

Originální publikace: https://www.nature.com/articles/s41586-020-03116-4#citeas

Zdroj: Brigham and Women's Hospital, zdroj titulního obrázku: Drug Target Review.