Болезни и различные травмы могут оставить в теле после себя форменный беспорядок — клеточные обломки и это очено походе на то как после автомобильной аварии на дороге остаются осколки стекла, пластика и стали.
Внутри центральной нервной системы (ЦНС), в области, которая включает в себя головной и спинной мозг, работают определенные клетки, называемые микроглией, и их цель очистить организм от этого клеточного мусора. Микроглии имеют аналоги, называемые макрофагами, которые выполняют аналогичную функцию вне ЦНС в периферической нервной системе (ПНС), области, содержащей большинство сенсорных и двигательных нервов.
Ученые давно считали, что микроглии ограничены исключительно ЦНС, и в случае повреждения эти два типа клеток-уборщиков очищают каждый свою сторону шоссе, так сказать.
В новом исследовании, опубликованном в PLOS Biology, ученые из Университета Нотр-Дам обнаружили, что микроглия фактически протискивается через границу позвоночника, пересекая периферическую нервную систему в ответ на травму. Неожиданный результат может иметь широкие последствия в области заболеваний нервной системы, открывая двери для совершенно нового набора вопросов в исследовании обеих систем.
«Микроглии определяются как клетки центральной нервной системы. Поэтому, увидев их снаружи в периферической нервной системе было для нас удивительным — это открывает массу новых вопросов», — сказал Коди Дж.Смит, доцент кафедры биологических наук в Университете Нотр-Дама и в Университетском Центре Стволовых Клеток и Регенеративной Медицины. «Во время различных состояний болезни было показано, что макрофаги на периферии могут попасть в ЦНС, но мы, конечно, не знали и действительно не могли ожидать, что клетки центральной нервной системы перейдут свою границу. И это связано с тем, что по данному вопросу существует очень мало литературы, в которой бы описывалась возможность такого перехода клеток. «Смит был соавтором исследования с Лорен Грин, которая в настоящее время изучает биологию в Нотр-Дам и возглавила это исследование.
В ходе исследования Смит и его команда смоделировали травму плечевого сплетения у зебры и наблюдали за реакцией микроглии и макрофагов. Травмы плечевого сплетения происходят на пересечении Центральной и Периферической нервных систем, затрагивая нервы, которые соединяют головной и спинной мозг с плечами, руками и кистями рук. По данным Национального Института Здравоохранения, травмы плечевого сплетения происходят от одного до трех раз на каждую 1000 родов.
Оказавшись внутри периферической нервной системы, сказал Смит, микроглии выполняют свою работу по очистке клеточного мусора в месте повреждения, но они возвращаются в ЦНС с этим мусором и потенциально могут нести его прямо в мозг.
Исследование также показало возвращение микроглии в ЦНС в измененном состоянии, что делает результаты этого исследования особенно актуальными для изучения посттравматического развития и функции.
Широкое распространение получили измененные микроглии при многочисленных нейродегенеративных заболеваниях, сказал Смит, и были вовлечены в расстройство аутистического спектра.
При болезни измененные микроглиальные клетки могут очистить слишком много клеточного материала, включая материал, который они обычно не очищают, в мозге. Если микроглия изменена, предполагается, что она могла стать причиной невропатических болей, патологий или других типов заболеваний, потому что эти клетки вычищают или удаляют клетчатый материал, который необходим для функционирования нервной системы.
«Мы не думали, что эти клетки могут покинуть центральную нервную систему, поэтому проводилось так мало исследований микроглии в контексте заболеваний и функций как в центральной, так и в периферической нервной системе», — сказал Смит. «Что происходит, когда они попадают в мозг после пребывания в ПНС? На что еще они способны? Наше исследование показывает что их функции, их способности не ограничиваются центральной нервной системой. Это открывает гораздо больше интересных вопросов, чем ответов.»
Источник: University of Notre Dame