Таможня даёт добро на склероз

Барьер между мозгом и кровью сам вызывает иммунную реакцию на мозг

Учёные нашли сигналы, которыми клетки, призванные защищать мозг, в случае рассеянного склероза сами «натравливают» иммунную систему на нервную. Своевременное выключение сигнала способно предотвратить масштабную миграцию, но если «снежный ком воспаления» уже покатился, остановить его не получается.

В желании помочь собственному организму клетки иммунной системы проникают практически через любые преграды – будь то плацентарный барьер, отграничивающий кровоснабжение матери от плода, или так называемый гемато-тестикулярный, защищающий предшественников сперматозоидов от непостоянства внутренних жидкостей. Даже гематоэнцефалический барьер, ГЭБ, отделяющий кровь от мозга, для них не помеха. В противном случае таких понятий, как энцефалит и менингит, попросту бы не существовало.

Проблема в том, что раз перейдя границу, очень трудно вернуть всё на прежнее место. Во-первых, следы от воспаления зачастую остаются в мозговом веществе на всю оставшуюся жизнь. Во-вторых, обычно укрытые за барьером молекулы-антигены иногда могут стать мишенью для иммунной системы, и тогда она начинает охоту уже не за вирусами или менингококками, а за собственными клетками.

Вирус принесёт лекарства в мозг

Вирус с рабочим названием ААV9 может стать отличным вектором для доставки генов или лекарств в центральную нервную систему, отграниченную от кровотока так называемым гематоэнцефалическим барьером – «стеной» из нескольких слоев клеток и мембран, обладающей избирательной проницаемостью.

Брайан Каспар и соавторы публикации в Nature Biotechnology доказали эффективность этого «инструмента» на мышах, но уже в скором времени планируют перейти и на других лабораторных животных.

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), также как и другие барьеры между кровотоком и отдельными органами – глазами (гематоофтальмический) или яичками (гематотестикулярный), защищают важные ткани от действия собственной иммунной системы, но в первую очередь – от нежелательных веществ.

В фармакологии эту проблему научились частично решать с помощью лиофильных форм препаратов, обладающих большой растворимостью в клеточных мембранах, а потому и способных проникать через ГЭБ, хотя в некоторых случаях создать «проникающую» и при том активную форму так и не удалось.

Каспар предложил использовать в качестве носителя относительно безопасный вирус ААV9, тем более что в него можно встроить необходимые гены и использовать как вектор в генной терапии таких врожденных заболеваний центральной нервной системы как спинальная амиотрофия или болезнь Лу Герига.

Самый яркий пример – «симпатическая офтальмия», когда антигены клеток одного пораженного глаза становятся доступными для иммунитета, и, казалось бы, ни с того ни с сего в тканях второго, полностью здорового глаза развивается воспаление, способное привести к полной слепоте. Неудивительно, что вопросы барьеров и регуляции их проницаемости так волнуют не только ученых, но и практикующих врачей.

Федерика Саллусто из Института биомедицинских исследований в швейцарской Беллинцоне и её коллеги научились управлять миграцией миллионов «воспалительных» клеток за гематоэнцефалический барьер, происходящей в два этапа.

Статья учёных из Швейцарии, Италии и США принята к публикации в Nature Immunology.

Сам ГЭБ – это не жёсткая «перегородка», а скорее набор структур и механизмов, способствующих избирательному поступлению веществ из кровотока в головной и спинной мозг. Во-первых, выстилающие сосуды клетки образуют друг с другом плотные контакты. Во-вторых, мембрана, на которой они лежат, не имеет отверстий – в отличие, например, от мембран в почках или печени. В-третьих, здесь имеется дополнительный слой окружающих клеток, которые ещё раз «проверяют» вещества, что таки сумели выбраться из сосудов в ткань.

Эта «таможня» никоим образом не мешает поддерживать в мозге сверхинтенсивный обмен веществ – из крови сюда постоянно поступает глюкоза и сигнальные молекулы, сообщающие об изменениях в организме.

К сожалению для мышей, на которых проводили свои опыты Саллусто и её коллеги,

этот же барьер способен и сам «испускать сигналы»: молекула CCL20, которую синтезирует эпителий сосудистого сплетения, является мощнейшим сигналом для иммунных клеток Т-хелперов.

Зачем это нужно здоровому организму, неизвестно, но этот сигнал запускает первую волну миграции, после которой ситуация принимает лавинообразный характер.

Специфичность ответа

Когда речь заходит о способности иммунной системы распознавать большое многообразие чужеродных молекул, имеется в виду «натравливание» всей системы, а не отдельных клеток.

Каждая отдельная клетка, будь то Т-хелпер или Т-киллер, специфичны лишь к одному антигену – это определяется с момента её появления. Но за счет большого количества клеток в организме всегда найдется хоть один лимфоцит, специфичный к данному конкретному антигену. Как только он встречается со своим антигеном, то запускается реакция деления, в результате которой образуются полностью идентичные, а значит и способные распознавать и уничтожать тот же самый антиген клетки.

Само собой, ещё в детстве специфичные к антигенам организма клетки уничтожаются, чтобы не допустить аутоиммунных реакций.

Проникшие за заветный рубеж иммунные клетки вызывают «подмогу», которая уже начинает предпринимать активные действия – по устранению всего, что им не понравится. В случае экспериментального аутоиммунного энцефаломиелита у мышей – и при рассеянном склерозе у людей – иммунные клетки разрушают миелиновую оболочку «белого вещества», которая служит изоляцией на поверхности электрически активных нервных клеток.

Саллусто и коллеги не стали вызывать энцефалит у людей, но собранные лабораторные анализы у больных в ранней стадии рассеянного склероза подтвердили высокую концентрацию CCL20. Это косвенный признак того, что именно она несёт хотя бы частичную ответственность за развитие рассеянного склероза.

Это даёт небольшую надежду на клиническое применение обнаруженного феномена. Например, блокирование у мышей рецептора CCR6, с помощью которого T-хелперы детектируют молекулы CCL20, вроде бы не сказывалось на других функциях этих очень нужных иммунных клеток.

К сожалению, показали те же опыты, «отключение» CCR6 способно остановить только первичное проникновение, но не следующую за ним лавину, которая и вызывает заболевание.

Так что речь будет идти скорее о профилактике, чем о лечении, – по крайней мере, до тех пор, пока пациенты не научатся приходить к врачу до появления симптомов (что вряд ли реально). Отключать какой бы то ни было рецептор T-хелперов у людей «на всякий случай» никто станет: «случаи бывают разные», и никто не скажет заранее, какую роль может играть тот или иной рецептор.