Текст уведомления здесь

Нервные клетки оказались «пятой колонной» бактерий в борьбе с иммунитетом

Нейроны посылают в легкие сигналы, которые подавляют реакцию местных клеток иммунной системы на бактерии, устойчивые к антибиотикам.
Добавить в закладки
Комментарии

Исследователи из Гарвардской медицинской школы обнаружили, что нервные клетки мышей способны подавлять иммунный ответ на золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus). При этом действует закономерность: нейроны «глушат» иммунитет только в том органе, откуда получают сигналы. Таким образом, способность организма справляться с этой бактерией можно усилить, снижая активность соответствующих нейронов. Научная статья об открытии опубликована в журнале Nature Medicine.

Сенсорные нейроны, чьи чувствительные отростки заканчиваются в легких, способны обнаруживать чрезмерное натяжение или опадание стенок этого органа, изменения температуры, воспаление тканей и многое другое. Зафиксировав такие стимулы, сенсорные нейроны легких посылают сигналы в головной мозг, а он, обработав их, присылает по другим нервным отросткам ответ. Этот ответ выражается либо в виде боли, либо в виде кашля.

В предыдущих работах авторы исследования уже показали, что при бактериальной инфекции некоторые нейроны активируются и создают болевые ощущения, а нервная система играет роль в развитии аллергической астмы. Поэтому ученые «отключили» сенсорные нейроны легких у мышей, зараженных золотистым стафилококком (нокаутом в них конкретных генов, либо фармакологическими препаратами). Далее они смотрели, как в каждом конкретном случае будет отличаться активность различных типов иммунных клеток, обычно принимающих участие в борьбе с легочными инфекциями.

Неожиданно оказалось, что «молчание» сенсорных нейронов легких увеличивает шанс на выживание у животных со стафилококковой инфекцией. Из 20 грызунов, у которых работу сенсорных нейронов легких «приостановили», выжили 17, а в другой группе такого же размера — всего четверо. У грызунов первой группы через 12 часов после заражения бактериями было в 10 раз меньше стафилококков в легких, чем у тех, чьи чувствительные нейроны работали как обычно. Кроме того, у мышей с «отключенными» нейронами находили в два раза больше нейтрофилов — клеток иммунной системы, борющихся с бактериями. Эти нейтрофилы лучше «прилипали» к стенкам кровеносных сосудов, благодаря чему эффективнее уничтожали стафилококков.

Дополнительная серия экспериментов показала, что чувствительные нейроны, принимающие сигналы из легких зараженных золотистым стафилококком мышей, выделяют нейропептид CGRP, действующий на их окружение. Он подавляет перемещение нейтрофилов и других клеток иммунной системы к бактериям. У грызунов с «выключенными» сенсорными нейронами CGRP в органах дыхания не выделялся. Видимо, из-за этого иммунный ответ на стафилококковую инфекцию у них был сильнее.

Получается, что чувствительные нейроны мешают иммунной системе справляться со стафилококковой инфекцией. Причины этого явления еще предстоит выяснить. Вероятно, некоторые патогенные микроорганизмы, в числе которых и золотистый стафилококк, научились управлять активностью чувствительных нейронов легких, «заставляя» их выделять CGRP. А это значит, что бороться со Staphylococcus aureus, устойчивым к антибиотикам, можно, подавляя выработку CGRP в легких.

Золотистый стафилококк — распространенная бактерия, вызывающая разнообразные заболевания у человека. Среди микроорганизмов этого вида все больше устойчивых к известным антибиотикам, и справляться с вызванными ими инфекциями особенно трудно. Заражение антибиотикорезистентными Staphylococcus aureus в настоящее время является одной из основных причин гибели пациентов больниц. Организм таких людей уже ослаблен, и ему сложнее, чем изначально здоровому, справляться с патогенной бактерией.

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Российские медики нашли причину позднего токсикоза при беременности

Виной всему — нарушения в работе особых «клеток-метрономов» в плаценте.
Добавить в закладки
Комментарии

Коллектив исследователей из ФГБУ «Национальный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. В.И. Кулакова» и ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева» обнаружил в ворсинах плаценты необычный тип клеток — телоциты. Как правило, они встречаются на границе нервной и мышечной тканей, однако в плаценте нет нервов. Роль телоцитов в ворсинах плаценты пока до конца не ясна, но есть предположение, что нарушение их нормального функционирования существенно повышает риск опасного для будущей матери и плода состояния — преэклампсии (позднего токсикоза). Научная статья опубликована в журнале Scientific Reports.

Телоциты — тип клеток, открытый совсем недавно. Их длинные ветвящиеся на концах отростки, как правило, примыкают к клеткам гладких мышц в стенках сосудов или к клеткам тонкого кишечника. Они способны задавать ритм гладким мышцам, благодаря чему последние сокращаются с определенной частотой. Также телоциты, вероятно, выполняют ряд иммунных функций.

Несмотря на то что нервных клеток в плаценте не обнаружено, ученые попытались обнаружить телоциты в структуре ткани плацентарных ворсин — выростов, погруженных в небольшую полость, заполненную материнской кровью, и поглощающих из нее питательные вещества. Во время операций по кесаревому сечению они собрали образцы плацентарных ворсин у 37 женщин, чья беременность протекала нормально, и у 15 рожениц, перенесших преэклампсию в различных формах.

Ворсины нарезали на тонкие слои ткани и поместили в жидкость, содержащую флуоресцентные красители. Они «светились» лишь в том случае, когда на поверхности клеток присутствовали молекулы, характерные для телоцитов. Дополнительный набор красителей с тем же принципом действия помог определить, какие молекулы, характерные для клеток иммунной системы, эти телоциты выделяют. Также часть препаратов рассмотрели при большем увеличении с помощью электронного микроскопа. [ ... ]

Читать полностью

Нейробиологи создали культуру «гиперактивных» клеток

На клетках, полученных от женщины с синдромом дефицита внимания и гиперактивности, можно будет изучать эту патологию в условиях, максимально приближенных к реальным.
Добавить в закладки
Комментарии

Нейробиологи из Германии, Нидерландов и Швейцарии при помощи сотрудника Института молекулярной медицины Первого МГМУ им. И.М. Сеченова Евгения Свирина создали культуру индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) человека с дупликацией гена SLC2A3. По всей видимости, именно эта дупликация играет существенную роль в развитии синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). Статья опубликована в журнале Stem Cell Research.

У женщины возрастом 51 год с диагностированным СДВГ и дупликацией (удвоением) гена SLC2A3 взяли фрагмент кожи. В его состав входили фибробласты. Этот тип клеток чаще всего используют при создании ИПСК. В фибробласты ввели вещества, позволяющие обратить вспять специализацию клеток и сделать их состояние максимально приближенным к стволовым. Из таких индуцированных плюрипотентных стволовых клеток могут образоваться клетки практически всех типов.

ИПСК, возникшие в ходе такого перепрограммирования, способны размножаться и жить на питательной среде — образовывать культуры. Анализ геномов последующих поколений ИПСК показал, что у них по-прежнему имеется дупликация SLC2A3, то есть их основное свойство, ради которого и проводилась индукция, сохранилось. Также важно, что полученные индуцированные плюрипотентные стволовые клетки имеют нормальное количество хромосом, то есть у них нет ни лишних, ни недостающих.

Изменения в гене SLC2A3 предположительно могут быть одной из причин возникновения неврологических и психиатрических заболеваний. Дело в том, что этот ген кодирует белок GLUT3, функция которого — перенос глюкозы в клетки. Глюкоза служит основным источником энергии для нейронов, поэтому нарушения ее обмена в мозге могут приводить к излишней активности или, наоборот, сниженной возбудимости нервных клеток. Поэтому иметь модель для изучения влияния дупликации SLC2A3 на изменения физиологии нейронов крайне полезно для прикладной медицины. [ ... ]

Читать полностью

Терагерцовое излучение позволит обнаружить неизвестные свойства графена и углеродных нанотрубок

Российские физики предложили использовать поверхностные плазмон-поляритоны для изучения свойств суперматериалов.
Добавить в закладки
Комментарии

Исследователи из Института ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Научно-технологического центра уникального приборостроения РАН и Российского университета дружбы народов экспериментально изучили плазмон-поляритоны, появляющиеся на поверхностях различных материалов при тепловой стимуляции (термостимулированные поверхностные плазмон-поляритоны, ТППП). Выяснилось, что подобные плазмон-поляритоны можно использовать для исследования характеристик новых материалов, не поддающихся изучению обычными методами. Соответствующая статья опубликована в журнале Infrared Physics & Technology.

ТППП — разновидность тепловых электромагнитных волн. Они появляются на поверхности металлического тела (проводника), покрытого тонким слоем диэлектрика (изолятора). Термостимулированными их называют потому, что они возникают за счет коллективных колебаний электронов на поверхности проводника, неизбежных при его нагреве. При этом изначально плазмон-поляритоны «плоские», а в нормальную объемную электромагнитную волну они превращаются лишь на стыке проводника с диэлектриком.

Распространение тепловых электромагнитных волн по металлической поверхности прямо зависит от ее конкретных параметров — размеров, шероховатости, температуры и многих других. Поэтому характеристики ТППП позволяют точно установить данные параметры для самых разных материалов. Особенно перспективен этот метод там, где другие способы исследования недостаточно эффективны, например для графена и нанотрубок на основе углерода.

Авторы новой работы вначале создали теоретическую модель, описывающую возбуждение ТППП, а затем провели серию экспериментов, в которых попытались подтвердить или опровергнуть параметры своей модели. Эксперименты показали, что интенсивностью и спектром излучения ТППП вполне можно управлять. Они прямо зависят от температуры и длины образца проводника, на поверхности которого возникают. Это значит, что по характеристикам теплового излучения можно точно определить температуру объекта (впрочем, это давно известная и уже используемая особенность теплового излучения), а кроме того — сделать выводы о свойствах такой поверхности. [ ... ]

Читать полностью