Nyoppdagede hodeskallekanaler spiller en rolle i immuniteten
Forskere har nå oppdaget ”bittesmå kanaler” som gjør at den skadede hjernen kan kommunisere med benmarg i betennelsesprosessen. Disse "tunnelene" er nøkkelen til å sikre en rask immunrespons.
Betennelse oppstår som en immunrespons mot forekomster av infeksjon eller skade i kroppen.
Immunresponsen er underlagt en kompleks koordineringsprosess som involverer en type svampete vev kjent som benmarg.
Benmarg kan bli funnet inne i en rekke bein, inkludert hodeskallen, ryggvirvlene i ryggsøylen og benben, slik som tibia.
Dette vevet produserer både røde blodlegemer og noen typer immunceller, som alle er involvert i betennelse, som reagerer på skader eller infeksjoner.
Nå har en studie utført av forskere fra Harvard Medical School i Boston, MA, og delvis finansiert av National Institutes of Health (NIH), oppdaget hvordan hjernen og benmargen koordinerer for å sikre en rask, målrettet immunrespons.
Svaret, forklarer spesialistene i et papir som er omtalt i tidsskriftet Natur nevrovitenskap, ligger i tidligere ukjente kanaler som lar de to kommunisere.
“Vi trodde alltid at immunceller fra armer og ben reiste via blod til skadet hjernevev. Disse funnene antyder at immunceller i stedet kan ta en snarvei for raskt å komme seg til områder med betennelse, forklarer Francesca Bosetti, programdirektør ved NIHs National Institute of Neurological Disorders and Stroke.
- Betennelse spiller en avgjørende rolle i mange hjernesykdommer, og det er mulig at de nylig beskrevne kanalene kan være viktige under en rekke forhold. Oppdagelsen av disse kanalene åpner for mange nye forskningsveier. ”
Francesca Bosetti
Den skadde hjernen rekrutterer hjelp fra hodeskallen
Forskerne gjennomførte først studien i en musemodell, og når de visste hva de skulle søke etter, var de også i stand til å replikere funnene sine hos mennesker.
Ved hjelp av avanserte optiske bildebehandlingsteknikker spores de bevegelsene til nøytrofiler, en type immunceller som vanligvis først migrerer til steder i kroppen som har fått en skade.
Spesielt kunne forskerne finne ut om nøytrofiler som nådde hjernevev som ble skadet som et resultat av hjerneslag eller hjernehinnebetennelse, ble frigjort fra benmarg funnet i hodeskallen eller fra marg som ble funnet i tibia.
Når man så på hjernen til mus, så forskerne at skadet hjernevev mottar nøytrofiler fra hodeskallen, i stedet for skinnebenet, i de fleste tilfeller under et hjerneslag.
Under et hjerteinfarkt avslørte imidlertid forskerne at hjertet sannsynligvis vil motta et tilsvarende antall nøytrofiler fra både hodeskalle- og tibia-marg, siden hjertet ligger lenger fra begge disse benstrukturene.
De bemerket også at det er færre nøytrofiler i hjernens marg enn 6 timer etter hjerneslag.
Det dette antyder er at det skadde hjernevevet og marg som finnes i hodeskallen har et direkte middel for "kommunikasjon", som muliggjør en rask og målrettet immunrespons fra den nærmeste "respondenten".
En ‘uventet’ oppdagelse
Hvordan skjer dette? Den første anelse om mekanismene som er involvert, kom fra et beinmargprotein kjent som stromal celle-avledet faktor-1 (SDF-1), hvis rolle er å regulere når immunceller lagres i beinmargen og når de frigjøres.
Når SDF-1 nivåer synker, frigjør benmargen nøytrofiler, slik at de kan ta seg av det skadede vevet.
Teamet bemerket at SDF-1-nivåer reduseres 6 timer etter hjerneslag bare i marg som finnes i hodeskalleben, noe som indikerer at benmargen som finnes i hodeskallen, er i direkte kommunikasjon med hjernen, som "varsler" den om skaden, “Rekruttere” nærmeste kilde til hjelp.
"Vi [begynte] å undersøke hodeskallen veldig nøye og så på den fra alle vinkler og prøvde å finne ut hvordan nøytrofiler kommer til hjernen," forklarer studieforfatter Dr. Matthias Nahrendorf.
"Uventet oppdaget vi små kanaler som forbinder marg direkte med hjernens ytre foring," legger han til.
Dr. Nahrendorf og hans team identifiserte slike ”bittesmå kanaler” for kommunikasjon ikke bare over hele hodeskallen, men også i skinnebenet.
Etter disse funnene hos mus søkte forskerne deretter etter de samme strukturene hos mennesker og fant dem; kanalene de observerte i menneskeskall var fem ganger større enn de som ble sett hos mus, rapporterer de.
Videre, i mus så vel som hos mennesker, vises kanalene både i indre og ytre lag av skallen.
I fremtiden er forskerne ivrige etter å se hvilke andre typer celler som kan bevege seg gjennom disse nylig oppdagede kanalene, og å avdekke mer informasjon om hvordan disse små passasjene formidler immunresponsen.
