Nyligt opdagede kraniet kanaler spiller rolle i immunitet
Forskere har nu opdaget ”små kanaler”, der gør det muligt for den skadede hjerne at kommunikere med knoglemarv i løbet af betændelse. Disse "tunneler" er nøglen til at sikre en hurtig immunrespons.
Betændelse opstår som et immunrespons på tilfælde af infektion eller skade i kroppen.
Immunsvaret er underlagt en kompleks koordineringsproces, der involverer en type svampet væv kendt som knoglemarv.
Knoglemarv kan findes inde i et antal knogler, herunder kraniet, ryghvirvlerne i rygsøjlen og benben, såsom skinnebenet.
Dette væv producerer både røde blodlegemer og nogle typer immunceller, som alle er involveret i betændelse og reagerer på skader eller infektioner.
Nu har en undersøgelse foretaget af forskere fra Harvard Medical School i Boston, MA, og delvist finansieret af National Institutes of Health (NIH), opdaget, hvordan hjernen og knoglemarven koordinerer for at sikre et hurtigt, målrettet immunrespons.
Svaret, forklarer specialisterne i et papir, der findes i tidsskriftet Natur Neurovidenskab, ligger i tidligere ukendte kanaler, der tillader de to at kommunikere.
”Vi troede altid, at immunceller fra vores arme og ben rejste via blod til beskadiget hjernevæv. Disse fund tyder på, at immunceller i stedet muligvis tager en genvej for hurtigt at komme til områder med betændelse, ”forklarer Francesca Bosetti, programdirektør ved NIHs National Institute of Neurological Disorders and Stroke.
”Inflammation spiller en kritisk rolle i mange hjernesygdomme, og det er muligt, at de nyligt beskrevne kanaler kan være vigtige under en række forhold. Opdagelsen af disse kanaler åbner mange nye forskningsveje. ”
Francesca Bosetti
Den skadede hjerne rekrutterer hjælp fra kraniet
Forskerne gennemførte først deres undersøgelse i en musemodel, og når de først vidste, hvad de skulle søge efter, var de også i stand til at replikere deres fund hos mennesker.
Ved hjælp af avancerede optiske billeddannelsesteknikker spores de neutrofile bevægelser, en type immuncelle, der typisk først migrerer til steder i kroppen, der har lidt en skade.
Specifikt kunne forskerne finde ud af, om neutrofiler, der nåede hjernevæv, der var beskadiget som et resultat af et slagtilfælde eller meningitis, blev frigivet fra knoglemarv fundet i kraniet eller fra marv fundet i skinnebenet.
Når man så på hjerne fra mus, så forskerne, at under et slagtilfælde modtager skadet hjernevæv neutrofiler fra kraniet snarere end skinnebenet i de fleste tilfælde.
Under et hjerteanfald afslørede forskerne imidlertid, at hjertet sandsynligvis vil modtage et lignende antal neutrofiler fra både kranium og tibia-marv, da hjertet ligger længere væk fra begge disse knoglestrukturer.
De bemærkede også, at der er færre neutrofiler i kraniumens marv 6 timer efter et slagtilfælde end i skinnebenet.
Hvad dette antyder er, at det skadede hjernevæv og marven, der findes i kraniet, har et direkte middel til "kommunikation", hvilket giver mulighed for en hurtig og målrettet immunrespons fra den nærmeste "respondent".
En 'uventet' opdagelse
Hvordan sker det hele? Den første anelse om de involverede mekanismer kom fra et knoglemarvsprotein kendt som stromal celle-afledt faktor-1 (SDF-1), hvis rolle er at regulere, når immunceller opbevares i knoglemarven, og når de frigives.
Når SDF-1 niveauer falder, frigiver knoglemarven neutrofiler, så de kan tage sig af det skadede væv.
Holdet bemærkede, at SDF-1 niveauer kun faldt 6 timer efter et slagtilfælde i marven, der findes i kraniet, hvilket indikerer, at knoglemarven, der findes i kraniet, er i direkte kommunikation med hjernen, som "advarer" om skaden, "Rekruttere" den nærmeste kilde til hjælp.
"Vi [begyndte] derefter at undersøge kraniet meget omhyggeligt og se på det fra alle vinkler og forsøge at finde ud af, hvordan neutrofiler kommer til hjernen," forklarer studiemedforfatter Dr. Matthias Nahrendorf.
”Uventet opdagede vi små kanaler, der forbandt marven direkte med hjernens ydre foring,” tilføjer han.
Dr. Nahrendorf og hans team identificerede sådanne "små kanaler" for kommunikation ikke kun over hele kraniet, men også i skinnebenet.
Efter disse fund hos mus søgte forskerne derefter efter de samme strukturer hos mennesker og fandt dem; de kanaler, de observerede i menneskelige kranier, var fem gange større end dem, der blev set hos mus, rapporterer de.
Desuden vises kanalerne både i mus og hos mennesker både i det indre og ydre lag af kraniet.
I fremtiden er forskerne ivrige efter at se, hvilke andre typer celler der kan bevæge sig gennem disse nyopdagede kanaler og finde mere information om, hvordan disse små passager medierer immunresponset.
