Иммунная система может изменять структуру головного мозга

В ходе двух новых независимых исследований ученые Университета Базеля (University of Basel), Швейцария, доказали наличие взаимосвязи между иммунной системой и функциональным состоянием головного мозга. Они отметили, что данная взаимо­связь более значима, чем принято полагать. Полученные результаты опубликованы в журналах «Nature Communications» и «Nature Human Behaviour».

Иммунная система выполняет множество важнейших функций, таких как защита от бактериальных агентов и предотвращение развития раковых заболеваний. Однако в головной мозг иммунокомпетентные клетки из кровяного русла не проникают, поскольку гематоэнцефалический барьер для них непроницаем. Этот барьер защищает головной мозг от патогенов и токсинов, циркулирующих в крови, а также участвует в разделении клеток иммунной системы, функционирующих в кровяном русле, от тех, которые выполняют свои специфические функции в головном мозгу. До недавнего времени специалисты полагали, что состояние мозга в значительной степени не зависит от активности периферической иммунной системы. Однако в последние годы ученые получили достаточное количество доказательств того, что иммунные клетки, находящиеся в общем кровотоке, способны воздействовать на головной мозг.

Поиск регуляторных механизмов

В ходе первой работы ученые изучили эпигенетические профили 533 здоровых людей молодого возраста. В общегеномном исследовании специалисты идентифицировали эпигенетические изменения, коррелирующие с утолщением коры больших полушарий, в частности тех отделов, которые важны для формирования памяти. Полученные результаты ученые перепроверили, проанализировав данные еще 596 человек. Они пришли к выводу, что гены, участвующие в регулировании активности иммунной системы в кровяном русле, определяют взаимосвязь между эпигенетическим профилем и структурой головного мозга.

Генетические варианты при травматических воспоминаниях

Во второй работе исследователи изучали генетические особенности здоровых участников, которые могли очень хорошо или очень плохо вспоминать негативные события. Оказалось, что вариант гена TROVE2, роль которого в развитии иммунологической патологии в настоящий момент выясняется, был взаимо­связан со способностью к запоминанию большого количества негативных картин, не оказывая особого влияния на общее состояние памяти. Изучаемый вариант гена способствовал повышению активности отдельных участков головного мозга, участвующих в эмоциональных переживаниях. Кроме того, ученые определили, что активность данного гена взаимосвязана с яркостью травмирующих воспоминаний у людей, перенесших негативные события.

Ученые резюмировали, что результаты, полученные в ходе обеих работ, свидетельствуют о том, что структура головного мозга и состояние памяти связаны с активностью генов, которые также выполняют важные иммунные регуляторные функции. Соавтор работ доктор Андреас Папассотиропулос (Andreas Papassotiropoulos) отметил, что, несмотря на то что механизмы, лежащие в основе выявленной взаимосвязи, остаются неизвестными и их следует изучить в ходе будущих работ, он надеется, что полученные результаты помогут в разработке новых терапевтических подходов. Так, на состояние иммунной системы можно воздействовать определенными лекарственными препаратами. Возможно, этими же препаратами можно влиять и на функции головного мозга.

Инновационные исследовательские методы

Авторы исследования подчеркнули, что проведение работ стало возможным благодаря принципиально новым нейрофизио­логическим и генетическим методам, разработанным учеными Университета Базеля. Эти методы призваны помочь в изучении функций головного мозга и разработке новых стратегий лечения психических заболеваний.

• Freytag V., Carrillo-Roa T., Milnik A. et al. (2017) A peripheral epigenetic signature of immune system genes is linked to neocortical thickness and memory. Nature Communications, April 26 [Epub. ahead fo print].
• Heck A., Milnik A., Vukojevic V. et al. (2017) Exome sequencing of healthy phenotypic extremes links TROVE2 to emotional memory and PTSD. Nature Human Behaviour, March 27 [Epub. ahead fo print].
• University of Basel (2017) Immune system, brain structure and memory linked. ScienceDaily. April 26 (http://www.sciencedaily.com/releases/2017/04/170426092340.htm).

Юлия Котикович