Ущипнуть себя. Если вы чувствуете боль, это связано с наличием специализированных нервных окончаний на коже. И, к удивлению, исследователи из Медицинской школы Университета Питтсбурга продемонстрировали, что нервы, чувствительные к боли, также помогают бороться с кожными инфекциями и предотвращать их распространение, что свидетельствует о новом типе иммунитета. Результаты, основанные на исследованиях на мышах, были опубликованы сегодня в журнале Cell.
"Эти чувствительные к боли нервы могут обнаруживать патогены, и мы впервые показали, что они активируют иммунный ответ, а также сигнализируют о защитном иммунитете в местах, прилегающих к инфекции," сказал Дэниел Каплан, M.D., Ph.D., профессор дерматологии и иммунологии Медицинской школы Питта и старший автор исследования. "Это демонстрирует, что иммунная и нервная системы работают синергетически для защиты хозяина. Эти результаты также могут иметь важное значение для разработки более специфических методов лечения аутоиммунных кожных заболеваний, таких как псориаз."
Еще около десяти лет назад считалось, что боль превратилась в способ вашего тела сказать вам держаться подальше от определенного стимула или сигнализировать о проблеме с его функцией, например о травме. Однако совсем недавно исследователи показали, что он может играть важную роль в иммунитете против некоторых патогенов.
В исследовании Каплан и первый автор Джонатан Коэн, магистр М.D./ Ph.D. студент в лаборатории Каплана, сотрудничал с профессорами нейробиологии Питта и экспертами по боли Кэти Альберс, Ph.D., и Брайан Дэвис, доктор философии.D., разработать оптогенетическую модель мыши, в которой нейроны, чувствительные к боли в коже, могут быть активированы сияющим синим светом.
Сначала они показали, что простая активация этих нейронов высвобождает небольшой белок, называемый CGRP, который задействует различные типы иммунных клеток в этом месте. Это предполагает, что нейроны, обнаруживающие кожные патогены самостоятельно, запускают иммунный ответ еще до того, как сторожевые иммунные клетки смогут.
Затем на той же модели мыши они заразили животных либо Candida albicans, грибком, вызывающим кандидоз, широко известным как молочница, либо Staphylococcs aureus, распространенной бактерией, которая при определенных условиях может стать смертельной.
Используя оптогенетику и химические блокаторы нервов, исследователи в серии элегантных экспериментов показали, что, когда грибок заражает кожу в одном месте, нервы не только обнаруживают и инициируют иммунный ответ для борьбы с инфекцией, но также посылают сигнал в спинной мозг. шнур. Эти сигналы затем бумерангом возвращаются к коже в областях вокруг инфекции, чтобы активировать иммунную защиту в ожидании, тем самым предотвращая распространение инфекции.
Исследователи назвали этот новый нервный защитный механизм "упреждающий иммунитет."
"Преимущество вовлечения нервной системы заключается в том, что она может передавать информацию в пространстве за миллисекунды, по сравнению с часами или днями, когда иммунные клетки выполняют ту же функцию," сказал Джонатан Коэн, M.D./ Ph.D. студент лаборатории Каплана и первый автор исследования. "В этом разница между отправкой Пола Ревира, чтобы предупредить о наступлении британцев, и отправкой телеграммы, чтобы сделать то же самое."
Каплан говорит, что, хотя еще предстоит увидеть, как полученные данные применимы для людей, они имеют интересные последствия для аутоиммунных заболеваний барьерных тканей, таких как кожа или кишечник.
"Понимание этого действительно нового типа иммунитета поднимает интригующий вопрос о том, можем ли мы разработать лекарство для избирательного подавления чрезмерного аутоиммунного воспаления в определенных тканях, избегая негативных побочных эффектов, которые возникают при использовании широкого иммунодепрессанта, воздействующего на все тело," он говорит.