Nieszczelna bariera krew-mózg może mieć związek ze schizofrenią

Przy nieszczelnej barierze krew mózg układ odpornościowy może powodować nieprawidłowe działanie mózgu, prowadząc do rozwoju schizofrenii – informuje pismo „Brain”.

Bariera krew-mózg chroni ośrodkowy układ nerwowy przed wszystkim, co mogłoby prowadzić do choroby i niebezpiecznego stanu zapalnego – o ile funkcjonuje normalnie.

Badania przeprowadzone przez naukowców ze School of Veterinary Medicine, Perelman School of Medicine i Children’s Hospital of Philadelphia (CHOP) wskazują, że układ odpornościowy może przyczyniać się do zaburzeń psychicznych, takich jak schizofrenia.

Jak wykazały eksperymenty, bardziej przepuszczalna bariera krew-mózg pozwala układowi odpornościowemu nieprawidłowo oddziaływać na ośrodkowy układ nerwowy. Powstający stan zapalny prawdopodobnie przyczynia się do klinicznych objawów zaburzeń neuropsychiatrycznych.

„Nasza hipoteza była taka, że jeśli funkcja odpornościowa bariery krew-mózg zostanie osłabiona, powstały stan zapalny będzie miał wpływ na ośrodkowy układ nerwowy” – mówi jeden z autorów pracy, Jorge Iván Alvarez z Penn Vet.

„Mając to na uwadze, uważamy, że te odkrycia mogą być również wykorzystane do zrozumienia, w jaki sposób bariera krew-mózg i procesy neurologiczne wpływają nie tylko na schizofrenię, ale na inne zaburzenia psychiczne” – wskazuje.

Badania koncentrowały się na rzadkiej chorobie zwanej zespołem delecji 22q11.2 (22qDS), w której ludzie rodzą się z brakiem niewielkiej części DNA z chromosomu 22. U około jednej czwartej osób z tym zespołem rozwija się schizofrenia.

To zaburzenie nie było przedmiotem zainteresowania laboratorium Jorge Ivána Alvareza, dopóki nie wygłosił on w CHOP wykładu na temat jego obszaru specjalizacji – bariery krew-mózg. Wówczas zgłosił się do niego jeden ze słuchaczy, zajmujący się badaniami nad 22qDS, Stewart Anderson z CHOP.

„Zaczęliśmy mówić o tym, że w przypadku tego zespołu delecja jednego z brakujących genów jest bardzo ważna dla funkcji bariery krew-mózg” – oznajmia Jorge Iván Alvarez.

Stewart Anderson i Jorge Iván Alvarez zaczęli współpracować, aby ocenić, czy bariera krew-mózg i jej wpływ na układ odpornościowy odgrywają rolę w chorobie. W pierwszej kolejności zastosowali technikę, w której komórki macierzyste pacjentów z 22qDS, u których zdiagnozowano schizofrenię, jak również zdrowych osób z grupy kontrolnej, były nakłaniane do przekształcenia się w komórki śródbłonka bariery krew-mózg, które tworzą szczelną „ścianę”.

Eksperymenty prowadzone przez doktoranta Vet School, Alexisa Crocketta, wykazały, że bariera z komórek pochodzących od pacjentów z 22qDS była mniej szczelna, niż w przypadku komórek ze zdrowej grupy kontrolnej. Wyniki te potwierdzone zostały przez badania na myszach z wersją 22qDS – ich bariera krew-mózg była podobnie nieszczelna w porównaniu ze zwykłymi myszami.

Mózg jest uważany za „uprzywilejowany immunologicznie”, co oznacza, że nadzór prowadzony przez komórki odpornościowe i mediatory immunologiczne w ośrodkowym układzie nerwowym jest regulowany nie tylko przez fizyczną blokadę bariery krew-mózg, ale także przez komórki śródbłonka, które sprawiają, że bariera ma niższe poziomy immunologicznych cząsteczek sygnałowych.

Aby sprawdzić, czy 22qDS narusza ten przywilej immunologiczny, naukowcy ponownie przyjrzeli się komórkom macierzystym pacjenta przekształconym w komórki bariery krew-mózg oraz ich mysiemu modelowi. W obu przypadkach zaobserwowali osłabienie przywilejów immunologicznych bariery – więcej komórek odpornościowych i cząsteczek prozapalnych jest w stanie ją przekroczyć.

Naukowcy zbadali także pobraną pośmiertnie tkankę mózgową trzech pacjentów z 22qDS i trzech z grupy kontrolnej. Podobnie jak w przypadku hodowanych komórek i mysiego modelu odkryli dowody na osłabienie fizycznych i odpornościowych funkcji ochronnych bariery krew-mózg.

Praca uzupełnia rosnącą liczbę dowodów sugerujących, że schizofrenia i niektóre inne schorzenia neuropsychiatryczne mogą być częściowo zaburzeniami neurozapalnymi. Jest to również pierwsze badanie oceniające funkcję bariery krew-mózg w 22qDS, co stanowi ważny związek między zapaleniem układu nerwowego z powodu dysfunkcji bariery a zaburzeniami neuropsychiatrycznymi.

„Ponieważ 25 proc. pacjentów z 22q zapada na schizofrenię, możliwe jest, że mechanizmy zachodzące w 22q mają zastosowanie w schizofrenii idiopatycznej” – mówi Jorge Iván Alvarez.

„A kiedy szczegółowo bada się pacjentów 22q, stwierdza się, że nawet 80 proc. z nich cierpi na jakąś formę zaburzeń psychicznych, więc odkrycia te mogą również obejmować inne zaburzenia, w tym być może depresję lub autyzm” – dodaje.

W przyszłości Jorge Iván Alvarez i jego współpracownicy mają zamiar dalej badać rolę bariery krew-mózg, aby lepiej poznać procesy zaangażowane w zwiększoną przepuszczalność bariery. Chodzi na przykład o astrocyty, komórki, które normalnie wzmacniają funkcję bariery. Wiedza na temat związku między stanem zapalnym a chorobą neuropsychiatryczną może pewnego dnia zaowocować terapiami przeciwzapalnymi, które manipulowałyby odpowiedzią immunologiczną.

PAP