Πώς οι λοιμώξεις του εντέρου αφήνουν “μνήμες” στον εγκέφαλο

Μια απρόσμενη σύνδεση ανάμεσα στο έντερο και την άμυνα του εγκεφάλου αποκαλύπτει νέα μελέτη σε ποντίκια.

Ερευνητές διαπίστωσαν ότι κύτταρα του ανοσοποιητικού, τα οποία ενεργοποιούνται για να αντιμετωπίσουν γαστρεντερικές λοιμώξεις, μπορούν στη συνέχεια να μετακινηθούν προς τις μήνιγγες και να παραμείνουν εκεί για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Οι μήνιγγες είναι οι προστατευτικές μεμβράνες που περιβάλλουν τον εγκέφαλο και το κεντρικό νευρικό σύστημα, εμποδίζοντας, μεταξύ άλλων, την είσοδο παθογόνων μικροοργανισμών που κυκλοφορούν στο αίμα.

Στα πειράματα, όταν τα ζώα μολύνθηκαν με βακτήρια και παράσιτα που προκαλούν εντερικές λοιμώξεις, συγκεκριμένα κύτταρα του ανοσοποιητικού εγκατέλειψαν το έντερο και κατευθύνθηκαν προς τις μήνιγγες.

Εκεί εγκαταστάθηκαν και, όταν τα ποντίκια εκτέθηκαν ξανά στο ίδιο παθογόνο περισσότερο από έναν μήνα αργότερα, ενεργοποιήθηκαν εκ νέου, σαν να «θυμούνταν» την πρώτη λοίμωξη.

Η συμπεριφορά αυτή ενισχύει την υπόθεση ότι οι μήνιγγες δεν αποτελούν απλώς ένα προστατευτικό περίβλημα του εγκεφάλου, αλλά συμμετέχουν ενεργά στην ανοσολογική του άμυνα.

Ο νευροανοσολόγος του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ Francisco Quintana χαρακτηρίζει τη μελέτη «εξαιρετική», καθώς, όπως επισημαίνει, μπορεί να βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση της επικοινωνίας ανάμεσα στο έντερο και το κεντρικό νευρικό σύστημα.

«Ανοίγει πολλές δυνατότητες», σημειώνει, μεταξύ άλλων για τη διερεύνηση του κατά πόσο οι λοιμώξεις του εντέρου μπορούν να επηρεάσουν νευρολογικές παθήσεις, αλλά και για την ανάπτυξη θεραπειών που θα αξιοποιούν αυτή τη σχέση.

Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Nature Neuroscience.

Το ταξίδι των κυττάρων από το έντερο στις μήνιγγες

Παλαιότερες μελέτες είχαν ήδη δείξει ότι ορισμένα από τα ανοσοκύτταρα που βρίσκονται στο έντερο εντοπίζονται, υπό φυσιολογικές συνθήκες, και στις μήνιγγες. Μέχρι σήμερα, όμως, δεν ήταν σαφές εάν τα ίδια κύτταρα μπορούν να μετακινούνται από το ένα σημείο στο άλλο ως απάντηση σε μια γαστρεντερική λοίμωξη.

Για να το διαπιστώσουν, η Menna Clatworthy, κλινική ερευνήτρια στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και μία από τις συγγραφείς της μελέτης, και οι συνεργάτες της μόλυναν ποντίκια με διαφορετικά παθογόνα που προκαλούν εντερικές ασθένειες.

Ανάμεσά τους ήταν το βακτήριο Citrobacter rodentium, το οποίο χρησιμοποιείται συχνά σε πειραματικά μοντέλα εντερικών λοιμώξεων, καθώς και το παρασιτικό σκουλήκι Schistosoma mansoni, που προκαλεί σχιστοσωμίαση.

Στη συνέχεια, οι επιστήμονες εστίασαν στα CD4+ Τ λεμφοκύτταρα, κύτταρα που έχουν κεντρικό ρόλο στον συντονισμό της ανοσολογικής απόκρισης και στην κινητοποίηση άλλων κυττάρων απέναντι στις λοιμώξεις.

Πριν από τη μόλυνση, τα συγκεκριμένα Τ κύτταρα αποτελούσαν μόνο μικρό ποσοστό των ανοσοκυττάρων που βρίσκονταν στις μήνιγγες. Τρεις εβδομάδες μετά τη μόλυνση με C. rodentium, όμως, οι ερευνητές κατέγραψαν σαφή αύξηση των Τ κυττάρων που παράγουν την πρωτεΐνη IL-17, τόσο στο έντερο όσο και στις μήνιγγες.

Τα κύτταρα αυτά είναι γνωστό ότι συμμετέχουν στην άμυνα απέναντι στο συγκεκριμένο βακτήριο.

Αντίστοιχη εικόνα καταγράφηκε και έξι εβδομάδες μετά τη μόλυνση με S. mansoni, όταν αυξήθηκαν και στους δύο ιστούς τα Τ κύτταρα που είναι εξειδικευμένα στην αντιμετώπιση παρασιτικών σκουληκιών.

Η πιο ισχυρή ένδειξη ότι τα κύτταρα είχαν πράγματι ταξιδέψει από το έντερο προς τον εγκέφαλο προέκυψε από τη γενετική ανάλυση των δειγμάτων. Οι ερευνητές εντόπισαν πανομοιότυπους υποδοχείς Τ κυττάρων στο έντερο και στις μήνιγγες, γεγονός που έδειχνε ότι επρόκειτο για τους ίδιους κυτταρικούς πληθυσμούς.

Παράλληλα, διαπίστωσαν ότι τα κύτταρα χρησιμοποιούσαν χημικά σήματα, τις λεγόμενες χημειοκίνες, προκειμένου να κινηθούν μέσω της κυκλοφορίας του αίματος και να φτάσουν στις μήνιγγες.

Η μνήμη μιας προηγούμενης λοίμωξης

Το επόμενο ερώτημα ήταν εάν αυτά τα κύτταρα παρέμεναν στις μήνιγγες για αρκετό χρονικό διάστημα ώστε να λειτουργούν ως ένα είδος ανοσολογικής «μνήμης».

Για να το εξετάσουν, οι επιστήμονες μόλυναν ποντίκια με Salmonella Typhimurium, βακτήριο που μπορεί να προκαλέσει τροφική δηλητηρίαση, και τα εξέθεσαν ξανά στο ίδιο παθογόνο πεντέμισι εβδομάδες αργότερα.

Στα ζώα που είχαν μολυνθεί δύο φορές βρέθηκαν πολύ περισσότερα Τ κύτταρα στις μήνιγγες τα οποία αναγνώριζαν και στόχευαν τη Salmonella, σε σύγκριση με τα ποντίκια που είχαν μολυνθεί μόνο μία φορά.

Ακόμη πιο εντυπωσιακό ήταν το γεγονός ότι τα ίδια κύτταρα εξακολουθούσαν να αντιδρούν όταν τα ζώα εκτέθηκαν ξανά στο παθογόνο πέντε μήνες αργότερα.

Το εύρημα αυτό υποδηλώνει ότι τα κύτταρα δεν φτάνουν απλώς προσωρινά στις μήνιγγες, αλλά μπορούν να εγκαθίστανται εκεί και να διατηρούν πληροφορίες για προηγούμενες λοιμώξεις.

Τι μπορεί να σημαίνει για τον εγκέφαλο και τη μηνιγγίτιδα

Για τον νευροανοσολόγο Jonathan Kipnis, από το Πανεπιστήμιο Ουάσινγκτον στο Σεντ Λούις, τα αποτελέσματα προσθέτουν ακόμη ένα στοιχείο στην εικόνα των μηνίγγων ως ενεργού τμήματος του ανοσοποιητικού συστήματος του εγκεφάλου.

«Πρόκειται για μια σημαντική μελέτη», αναφέρει, επισημαίνοντας ότι το επόμενο μεγάλο ερώτημα είναι ποιος ακριβώς είναι ο ρόλος αυτών των Τ κυττάρων όταν εγκαθίστανται στις μήνιγγες.

Οι ερευνητές στρέφουν τώρα την προσοχή τους και στη μηνιγγίτιδα. Η ομάδα της Clatworthy εξετάζει εάν Τ κύτταρα που προστατεύουν τον οργανισμό από λοιμώξεις των μηνίγγων μπορεί επίσης να ξεκινούν από το έντερο και να μετακινούνται προς τον εγκέφαλο.

Εάν επιβεβαιωθεί μια τέτοια διαδρομή, θα μπορούσε να δημιουργήσει μια νέα δυνατότητα για την ανάπτυξη εμβολίου κατά της μηνιγγίτιδας που θα χορηγείται από το στόμα. «Αυτό θα ήταν πραγματικά εντυπωσιακό», καταλήγει η Clatworthy.