Иммунные клетки могут передавать сигналы между кишечником и мозгом, но исследователи обнаружили, что эти клетки также мигрируют в мозг у мышей с моделью болезни Альцгеймера. Источник изображения:©iStock, ЮРИЙ ПРОНИН

В кишечнике обитает богатое и разнообразное сообщество микробов и находится почти 80 % иммунных клеток организма. Этот набор клеток, происходящих из кишечника, посылает сигналы по двунаправленному клеточному пути, известному как блуждающий нерв, влияя не только на иммунную систему, но и на работу мозга и поведение.

Из-за этой взаимосвязи ось «кишечник — мозг» становится мишенью при болезни Альцгеймера (БА). Однако иммунологические особенности этой оси при БА изучены не до конца. Это побудило исследователей из Института изучения старения Бака изучить и охарактеризовать иммунную систему кишечника на мышиной модели БА.

В недавнем исследовании, опубликованном в Cell Reports, команда учёных обнаружила, что иммунные клетки толстой кишки мигрируют в мозг, вероятно, под воздействием общего хемокинового сигнала.¹ Кроме того, диета с высоким содержанием клетчатки может противодействовать изменениям в иммунных клетках кишечника и облегчать патологические состояния, связанные с болезнью Альцгеймера. В совокупности эти результаты служат дополнительным доказательством важности связи между кишечником и мозгом и потенциала диетического лечения для уменьшения воспаления при болезни Альцгеймера.

Чтобы изучить иммунную систему кишечника, исследователи проанализировали толстую кишку мышей с болезнью Альцгеймера и без неё. С помощью секвенирования РНК отдельных клеток они обнаружили, что у мышей с болезнью Альцгеймера были активированы нейродегенеративные и иммуновоспалительные процессы. Затем, проанализировав изменения в конкретных иммунных клетках, они сосредоточились на кластере В-клеток, в котором наблюдалось заметное снижение количества плазматических клеток, вырабатывающих антитела.

Чтобы лучше понять, почему в кишечнике происходит потеря В-клеток, исследователи изучили особенности их транскрипции и обнаружили сигналы, связанные с миграцией клеток. Особое внимание команда обратила на хемокиновый рецептор CXC 4-го типа (CXCR4), который следует по химическому следу, чтобы впоследствии связаться с CXCL12. Действительно, команда обнаружила, что количество CXCR4+ В-клеток уменьшается в кишечнике и увеличивается в мозге, что коррелирует с более высокой экспрессией CXCL12 в глиальных клетках — участниках воспалительных процессов при болезни Альцгеймера. Исследователям было интересно, связаны ли эти В-клетки с кишечником. Они обнаружили, что это В-клетки, продуцирующие IgA. IgA способствует поддержанию гомеостаза в кишечнике, нейтрализуя патогены и способствуя колонизации комменсальными бактериями. Эти IgA+ клетки накапливались в мозге мышей с болезнью Альцгеймера.

Основываясь на этом наблюдении, исследователи предполагают, что воспаление в мозге, связанное с болезнью Альцгеймера, может задействовать иммунную систему кишечника, что может ослабить клеточную защиту толстой кишки и способствовать изменениям в микрофлоре, связанным с прогрессированием болезни Альцгеймера.

Учитывая миграцию В-клеток, специфичных для кишечника, по оси «кишечник — мозг», команда исследователей выдвинула гипотезу о том, что блокирование CXCR4 может предотвратить это перемещение. Они проверили эту гипотезу, введя мышам низкомолекулярный препарат, нацеленный на CXCR4, который эффективно подавлял миграцию клеток, что приводило к повышению уровня CXCR4+ В-клеток и IgA+ клеток, специфичных для кишечника.

Наконец, исследователи проверили, может ли диета с противовоспалительными волокнами принести пользу. Кормление мышей с болезнью Альцгеймера растворимой клетчаткой инулином в течение 13 месяцев привело к улучшению баланса кишечной микрофлоры, снижению нейровоспаления в мозге и увеличению количества IgA+ клеток в кишечнике. Примечательно, что у этих мышей также уменьшился тремор.

«Насколько нам известно, это самое глубокое исследование иммунной системы кишечника на примере нейродегенеративного заболевания, — заявила нейробиолог и соавтор исследования Джули Андерсен в пресс-релизе. — Мы с нетерпением ждём возможности изучить его влияние на другие заболевания, включая болезнь Паркинсона и рассеянный склероз».

Ссылка:

1. Махиджани П. и др. Болезнь Альцгеймера, вызванная амилоидом-В, изменяет иммунную систему толстой кишки у мышей. Cell Rep. 2025.