Мозг защищён гораздо надёжнее большинства других органов. Одним из его главных барьеров служит гематоэнцефалический барьер, который не позволяет многим клеткам и веществам из кровотока свободно проникать в мозговую ткань.

Именно поэтому учёные долго спорили о происхождении микроглии — специализированных иммунных клеток мозга. Новое исследование показывает, что с возрастом заметная часть этих клеток может поступать извне.

Как удалось проследить происхождение клеток

Большинство иммунных клеток формируется из стволовых клеток костного мозга. С возрастом в этих клетках постепенно накапливаются уникальные мутации. Затем такие генетические изменения передаются клеткам крови и иммунной системы, которые из них образуются.

Иногда отдельные изменённые стволовые клетки начинают размножаться активнее остальных. Этот процесс называют клональным кроветворением. Исследователи использовали естественно возникающие мутации как своеобразные биологические метки.

Если клетки крови и клетки мозга содержали одинаковые редкие генетические изменения, наиболее вероятным объяснением было то, что обе группы произошли от одной и той же стволовой клетки костного мозга.

Что обнаружили исследователи

Учёные изучили образцы мозга 20 пожилых людей, полученные после смерти.

Во всех случаях в мозговой ткани обнаруживались клетки с теми же мутациями, которые ранее были выявлены в клетках крови этих людей. Это стало весомым подтверждением того, что клетки, сформировавшиеся в костном мозге, действительно могут проникать в человеческий мозг.

По ряду важных признаков они были похожи на микроглию и составляли заметную долю иммунных клеток в исследованных образцах. Кроме того, у более пожилых людей таких клеток, происходящих из костного мозга, по-видимому, было больше.

Пересадка дала дополнительное подтверждение

Исследователи также изучили ткань человека, которому ранее проводили пересадку костного мозга. Микроглиеподобные клетки в его мозге несли те же генетические признаки, что и клетки пересаженного костного мозга.

Этот результат дополнительно подтвердил, что иммунные клетки, изначально сформировавшиеся за пределами мозга, способны со временем закрепляться внутри него.

По словам одного из руководителей исследования Джулии Белк, объём проникновения иммунных клеток из крови в стареющий человеческий мозг может быть значительно больше, чем предполагалось ранее.

Она также отметила, что в будущем это открытие потенциально может помочь использовать периферические иммунные клетки как средство доставки лекарственных веществ в мозг.

Возможная связь с болезнью Альцгеймера

После того как исследователи подтвердили участие клеток костного мозга в формировании иммунной среды мозга, они решили проверить, связано ли клональное кроветворение с риском болезни Альцгеймера. Для этого были проанализированы генетические данные десятков тысяч человек. Результат оказался неожиданным. Большинство форм клонального кроветворения было связано с более низким риском болезни Альцгеймера.

Однако это вовсе не означает, что само клональное кроветворение защищает от заболевания. Разные мутации и разные популяции клеток могут действовать совершенно по-разному, поэтому эту связь ещё предстоит тщательно изучить.

Почему это может быть важно для лечения

Гематоэнцефалический барьер необходим для защиты мозга, но одновременно он создаёт серьёзную проблему для медицины.

Многие потенциально полезные лекарственные молекулы плохо проникают в мозговую ткань.

Если иммунные клетки, происходящие из костного мозга, действительно способны естественным образом преодолевать этот барьер, в будущем их теоретически можно будет использовать как своеобразных переносчиков.

Например, клетки за пределами мозга можно было бы модифицировать так, чтобы они переносили полезные вещества и доставляли их в те участки, куда обычным препаратам попасть сложно.

Пока это только потенциальное направление, но сама возможность делает открытие особенно интересным.

Новый взгляд на старение мозга

Долгое время микроглию в основном рассматривали как относительно замкнутую популяцию клеток, которая поддерживается внутри мозга на протяжении всей жизни. Новое исследование показывает, что у человека эта система может быть значительно более подвижной.

По мере старения иммунная среда мозга, вероятно, всё сильнее пополняется клетками, которые изначально сформировались в других частях организма.

Главный вывод состоит в том, что стареющий мозг может быть гораздо теснее связан с общей иммунной системой организма, чем считалось раньше.

Понимание этой связи может помочь лучше разобраться в естественном старении мозга и со временем подсказать новые направления для изучения неврологических и нейродегенеративных заболеваний.