درب پشتی‌ای که به سیستم ایمنی اجازه می‌دهد مغز را پایش کند

منتشر‌شده در quantamagazine به تاریخ ۲۸ آوریل ۲۰۲۱
لینک منبع A Backdoor Lets the Immune System Monitor the Brain

صدها سال پیش، دانشمند ژاپنی، وای شیرای، یک یافته مرموز را منتشر کرد: وقتی شیرای بافت تومور را به بدن موش پیوند زد، بافت توسط سیستم ایمنی آن نابود شد. اما وقتی تومورها در نقاط مختلف مغز موش پیوند شدند، رشد کردند. به نظر می‌رسید که تومورها می‌توانند با خیال راحت در مغز پنهان شوند و از اخطار سیستم ایمنی فرار کنند. نتایج مشابهی به زودی انباشته شدند و اجماع علمی مغز را به عنوان «امتیاز ایمنی»-نوعی جدایی از سیستم ایمنی-پذیرفت.

این فکر تا حدی منطقی به نظر می‌رسید. سلول‌های ایمنی، در جریان مبارزه با عفونت‌ها، می‌توانند به بافت سالم آسیب بزنند یا آن را نابود کنند. حفاظت از نورون‌ها در برابر این آسیب بسیار مهم‌تر از حفاظت از سلول‌هایی مانند آن‌هایی است که در کبد یا پوست هستند، زیرا نورون‌ها معمولا نمی‌توانند دوباره تولید شوند. جاستین روستنفون، یک ایمونولوژیست در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس گفت: «اگر آن‌ها بمیرند، می‌میرند.» «ما توانایی بسیار ضعیفی برای جایگزین کردن آن‌ها داریم.»

مطالعه مقاله ۵ شغلی که می‌توانند آینده مراقبت‌های بهداشتی و سلامتی باشند. توصیه می‌شود.

با این حال، در چند دهه اخیر، ایده امتیاز ایمنی در مواجهه با شواهد رو به افزایشی که نشان می‌دهد مغز و سیستم ایمنی با یکدیگر تعامل دارند، از بین رفته‌ است. محققان عبور سلول‌های ایمنی از جریان خون به سیستم عصبی در حیواناتی که بیماری مغزی دارند را ردیابی کرده‌اند، برای مثال، آن‌ها نقص‌های شناختی را در موش‌هایی مشاهده کرده‌اند که فاقد سلول‌های ایمنی خاص هستند.

اکنون، روستوون و همکارانش شناسایی کرده‌اند که چگونه تکامل به یک عمل متعادل‌کننده می‌رسد، و خطرات پاسخ‌های ایمنی در سیستم عصبی مرکزی را محدود می‌کند، در‌حالی‌که هنوز هم حفاظت از بیماری را فراهم می‌کند. محققان اخیرا در مجله سل گزارش داده‌اند که سیستم ایمنی از راه دور عمل می‌کند تا به طور مداوم مغز را به خاطر نشانه‌های مشکل بررسی کند. سلول‌های ایمنی، به جای اینکه خودشان را در خانه در سراسر مغز قرار دهند، در حاشیه گشت می‌زنند تا اینکه یک تهدید را تشخیص دهند.

نظارت ایمنی مغز صورت می‌گیرد. یک همکار نویسنده به نام جاناتان کیپنیس، که در آزمایشگاهش در دانشگاه واشنگتن این تحقیق صورت گرفت، گفت: «این کاملا طبیعی است، مانند هر بافت دیگری.» «تنها استثنا این است که به جای این اتفاق در بافت، مغز تمام فعالیت‌های سیستم ایمنی خود را به مرزهای خود هل داده است.» با استفاده از چندین نوع تصویربرداری و ردیابی، محققان طراحی حرکات سلولی را دنبال کردند که این سیستم نظارتی را تشکیل می‌دهد. آن‌ها دریافتند که آنتی‌ژن‌ها-مواد خارجی، مانند تکه‌های پاتوژن‌ها-در جریان مایع مغزی نخاعی از مغز شسته شدند. این مایع از میان شبکه‌ای از رگ‌ها که آزمایشگاه کیپنیس چند سال پیش آن‌ها را شناسایی کرده بود، جاری شد و آنتی‌ژن‌ها را باخود برد تا آن‌ها در پشت مغز جمع شوند. در اینجا، در ناحیه اطراف سینوس‌های سخت‌شامه-کانال‌های در مرز مغز که مایع را به سمت بدن تخلیه می‌کنند-آنتی‌ژن‌ها به سلول‌های ایمنی نزدیک می‌شوند. رستنهوون گفت: «همه چیز واقعا در آن یک موقعیت ویژه بسیار متمرکز است.»

ثابت شد که این رگ‌های خمیده در پشت مغز، مرکز فعالیت سیستم ایمنی هستند. محققان آنتی‌ژن‌ها و مواد دیگری که از سد آراکنوئید عبور می‌کنند را ردیابی کردند، مانعی که به خاطر نفوذناپذیری آن شناخته شده است، اما متوجه شدند که در این منطقه خاص نشت کرده است. سلول‌های ایمنی آنجا منتظر هستند. وقتی این سلول‌ها یک آنتی‌ژن نگران‌کننده پیدا می‌کنند، مانند آنتی‌ژن که بیماری را نشان می‌دهد، آن‌ها یک واکنش زنجیره‌ای را آغاز می‌کنند که یک پاسخ ایمنی ایجاد می‌کند.

شکل ۲. سلول‌های ایمنی (زرد و بنفش) که در اطراف یک سینوس(teal) در پشت مغز قرار گرفته‌اند، اگر آنتی‌ژن‌های نگران‌کننده را تشخیص دهند، یک پاسخ ایمنی را آغاز می‌کنند.جاستین روستنفور / دانشگاه واشنگتن

سامانتا داندو، استاد میکروبیولوژی بالینی در موسسه فن‌آوری کوئینزلند در استرالیا گفت: «این کار اصول جزمی را که قبلا حفظ شده بود به چالش می‌کشد.» آزمایشگاه کیپنیس از اولین آزمایشگاه برای بررسی امتیاز ایمنی دور است، اما داندو گفت که این مقاله جدید با نشان دادن این که چگونه سیستم ایمنی در واقع بر مغز نظارت دارد، پیشرفت زیادی کرده است. او گفت که این کار شکاف دانش دیرینه در این زمینه را پر کرده است.

ممکن است به مطالعه مقاله چرا DNA خود‌به‌خود تغییر می‌کند؟ علاقمند باشید.

مایکل شوارتز، استاد نوروایمونولوژی در موسسه علوم ویزمن در اسرائیل گفت: ایده اصلی مصونیت ایمنی کاملا بی‌پایه نبود. تعریف این اصطلاح نیاز به تجدید نظر داشت. سیستم ایمنی مغز را به طور متفاوت از بافت‌های دیگر کنترل می‌کند اما هنوز هم آن را بررسی می‌کند. شوارتز گفت: اکنون که می‌دانیم مغز کاملا از سیستم ایمنی جدا نشده است، سوالات جدیدی مطرح می‌شوند. بیماری‌های عصبی ممکن است به دلیل سو عملکرد در ارتباط بین مغز و سیستم ایمنی به جای مشکلات درون مغز ایجاد شوند. به گفته روستون، سینوس‌های سخت‌شامه هر دو مکان را برای مطالعه بیماری‌هایی مانند مولتیپل اسکلروزیس یا حتی بیماری آلزایمر و هدف بالقوه برای درمان ارائه می‌کنند.

تنها در صورتی که: همه اینها در انسان‌ها درست باشد. تیم دانشگاه واشنگتن نیز مانند شیرای و بسیاری از محققان حوزه ایمنی‌شناسی، آزمایش‌های خود را بر روی موش‌ها انجام داد. اما محققان بسیاری از یافته‌های کلیدی خود را در بافت انسانی پس از مرگ تایید کردند. و آن‌ها اشاره کردند که ساختاری که مایع مغزی نخاعی را از مغز انسان به بیرون منتقل می‌کند بسیار شبیه ساختار موش است. اسکات مولر، میکروبیولوژیست و ایمونولوژیست در دانشگاه ملبورن، موافق بود که حرکات و نقش‌های انواع سلول‌های ایمنی به طور کلی در دو پستانداران هم سو هستند.

یافته‌های جدید به روشن‌شدن جزئیات مطالعه موش ۱۹۲۱شیرای کمک می‌کند که هرگز به خوبی در کنار مفهوم ساده امتیاز ایمنی ننشست. شیرای دریافت که تومورها زمانی که در برخی نقاط مغز موش‌ها کاشته می‌شوند، زنده می‌مانند و رشد می‌کنند. اما وقتی شیرای تومورها را درست کنار بطن‌ها قرار داد-جایی که مغز مایع تولید می‌کند که آنتی‌ژن‌ها را به سلول‌های ایمنی می‌برد-تومورها زنده نماندند. مطالعه جدید به توضیح این موضوع کمک می‌کند که چرا: تومورهای نزدیک به بطن‌ها تعداد زیادی از آنتی‌ژن‌ها را به لبه‌های مغز می‌پاشند که باعث پاسخ ایمنی قوی می‌شود. هر چه تومورهای دورتر، آنتی‌ژن‌های کمتری را جذب کنند، که باعث واکنش ضعیف سیستم ایمنی می‌شود، چیزی که تومور می‌تواند بر آن غلبه کند.

به عبارت دیگر، نظارت سیستم ایمنی بر مغز کمی مهم است-یک حرکت نزولی از عمل تعادل بخشی که تکامل به آن دست یافته است. رستهوون گفت: «شاید این یک توافق ضروری باشد.»

این متن با استفاده از ربات مترجم مقاله علوم زیستی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.