Układ nerwowy a choroby autoimmunologiczne

Choroby autoimmunologiczne, jak Hashimoto, stwardnienie rozsiane, Crohn, łuszczyca itd., to plaga naszych czasów. Tego typu schorzenia zaprogramowane mamy w genach, które jednak muszą zostać w pierwszej kolejności aktywowane. Znając ścieżki aktywacji możemy przeciwdziałać tym schorzeniom autoimmunologicznym i wprowadzać je w stan remisji (czyli ich wygaszenia). Jedną z takich ścieżek okazuje się być układ nerwowy.

 

Muscle-Zone Sklep

BADANIE

Konkretnie mowa o układzie nerwowym współczulnym, czyli tym, który odpowiada za mobilizację, gotowość do działania, reakcję na niebezpieczeństwo i stres. Wyniki pewnego eksperymentu sugerują, że ta część układu nerwowego może modulować działanie komórek obronnych u osób z chorobami autoimmunologicznymi. Korzystając z eksperymentalnego modelu stwardnienia rozsianego naukowcy odkryli, że współczulny układ nerwowy może ograniczać generowanie odpowiedzi efektorowej (czyli reakcji narządów w wyniku pobudzenia nerwowego) poprzez hamowanie działania komórek atakujących antygen, traktowany jako zagrożenie przez układ odpornościowy.

Najczęściej stosowanym modelem w eksperymentach nad stwardnieniem rozsianym i podobnymi chorobami autoimmunologicznymi jest model zwierzęcy traktujący eksperymentalne autoimmunologiczne zapalenie mózgu i rdzenia. Model ten polega na indukowaniu odpowiedzi zapalnej w ośrodkowym układzie nerwowym badanego zwierzęcia poprzez immunizację antygenami z mieliny (substancja otaczająca i chroniąca nerwy, bogata w lipidy).

W przypadku stwardnienia rozsianego komórki obronne atakują antygeny, powodując demielinizację włókien nerwowych (utratę ochronnej mieliny) i zaburzając komunikację pomiędzy neuronami, co można opisać, jako zjawisko zbliżone do zwarcia w sieci prądu elektrycznego. Zmiany w przekazywaniu impulsów elektrycznych powodują problemy, takie jak osłabienie mięśni, problemy z utrzymaniem równowagi ciała, koordynacji ruchowej i ból stawów.

W poprzednich badaniach zwierzęta traktowano neurotoksyną próbując dowiedzieć się, w jaki sposób współczulny układ nerwowy wpływa na rozwój choroby autoimmunologicznej. Syntetyczna neurotoksyna eliminuje włókna współczulnego układu nerwowego, które uwalniają noradrenalinę, jeden z neuroprzekaźników kontrolujących mimowolne ruchy. Brak tych włókien zapobiega uwalnianiu noradrenaliny w narządach unerwionych przez współczulny układ nerwowy.

Omawiana neurotoksyna – 6-hydroksydopamina – wchodzi na szlak syntezy noradrenaliny, gdzie jest pobierana przez współczulne włókna nerwowe, które z kolei aktywują enzym hydroksylazy tyrozynowej – obecny w neuronach i komórkach układu odpornościowego. Jest to kluczowy enzym na szlaku syntezy noradrenaliny. Ostatecznie neurotoksyna poprzez swoje działanie eliminuje komórki i włókna współczulnego układu nerwowego.

Jednak w związku ze sprzecznymi wynikami używania w badaniach 6-hydroksydopaminy zdecydowano się użyć innego, odwrotnego modelu w eksperymencie. W tym celu przygotowano zmodyfikowane genetycznie myszy, którym brakowało wybranych receptorów adrenergicznych, kluczowych w kontrolowaniu uwalniania neuroprzekaźnika przez współczulny układ nerwowy. Zwierzęta te uwalniały znacznie więcej noradrenaliny. Tym samym, zamiast eliminować i zmniejszać produkcję noradrenaliny, naukowcy postawili na zwiększone uwalnianie noradrenaliny.

Naukowcy dopatrzyli się, że zwierzęta z nadpobudliwym układem współczulnym rozwinęły łagodniejszą postać choroby z upośledzoną efektorową odpowiedzą immunologiczną (która powinna zniszczyć antygeny mielinowe). Badacze zapragnęli sprawdzić, jak wyższy poziom noradrenaliny może wpłynąć na rozwój choroby u tych gryzoni. W tym celu zablokowali ich receptor (beta2-adrenergiczny), który normalnie aktywowany jest przez noradrenalinę. Efektem tego było rozwinięcie się choroby w znacznie większym stopniu, niż u myszy w grupie kontrolnej, które produkowały więcej noradrenaliny wskutek mutacji genetycznej, ale nie miały zablokowanego receptora. To potwierdziło hipotezę, że współczulny układ nerwowy wpływa na rozwój choroby autoimmunologicznej.

 

KONCOWY WNIOSEK

Wniosek z tego badania jest taki, że wyższy poziom noradrenaliny reguluje rozwój choroby poprzez zwiększenie aktywacji receptora beta2-adrenergicznego w komórkach odpornościowych, zwłaszcza limfocytach T. Komórki układu odpornościowego typu T odgrywają znaczącą rolę w aktywacji i stymulacji innych leukocytów, koordynują reakcję zapalną.

Powyższy model służy do badania mechanizmu, przez który współczulny układ nerwowy wpływa na reakcje alergiczne w płucach. W wielu schorzeniach stosuje się leki oddziałujące na receptor beta-2-adregeniczny, w zależności – pobudzająco lub hamująco, tak jak w astmie lek fenoterol, który rozluźnia drogi oddechowe, aby osoby go stosujące mogły łatwiej oddychać. Wiemy teraz, że tego typu leki również rzutują na przebieg chorób autoimmunologicznych, ale potrzeba dalszych badań w tej kwestii, aby poznać dokładnie ten mechanizm.

Ref:

  1. https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(19)31090-3