Jak mózg pomaga organizmowi zwalczać bakterie?

Mózg może nie tylko kontrolować nasze myśli i podstawowe funkcje fizyczne. Niedawny badania naukowe wskazują, że kontroluje również sposób, w jaki nasz organizm reaguje na zagrożenie infekcjami bakteryjnymi. Czyni to poprzez zwiększenie produkcji ochronnej cząsteczki zwanej PCTR1, która pomaga białym krwinkom zabijać atakujące bakterie.

Nasz organizm jest w stałym kontakcie z bakteriami. W większości nie stanowią one zagrożenia, ponieważ wyewoluowaliśmy systemy obronne, aby trzymać te organizmy na dystans. Ale w niektórych przypadkach, zwłaszcza gdy systemy obronne organizmu są osłabione lub zawodzą, bakterie mogą atakować, prowadząc do infekcji, a w skrajnych przypadkach posocznica, co może spowodować śmierć.

W latach dwudziestych dokonano przełomowego odkrycia: zidentyfikowano właściwości antybiotyczne penicyliny. ten odkrycie utorował drogę do nowej ery w leczeniu infekcji. Dzięki antybiotykom nie musieliśmy już polegać na naszym ciele, aby pozbyć się bakterii. Zamiast tego moglibyśmy pomóc mu, hamując zdolność bakterii do replikacji, dając w ten sposób naszemu układowi odpornościowemu wystarczająco dużo czasu na ich usunięcie.

Penicylina była pierwszą z długiej listy antybiotyków opracowanych w celu zwalczania różnych rodzajów infekcji bakteryjnych. Jednak w ciągu ostatnich kilku dekad zdolność antybiotyków do powstrzymywania rozwoju bakterii została znacznie ograniczona i coraz więcej szczepów bakteryjnych staje się odporny na antybiotykoterapię. Groźba oporności na antybiotyki skłoniła społeczność naukową do poszukiwania alternatywne sposoby radzić sobie z infekcjami bakteryjnymi.

Bardzo ważna cząsteczka

Zidentyfikować nowe sposoby leczenia infekcji bakteryjnych zwróciliśmy uwagę do ośrodkowego układu nerwowego (mózg, rdzeń kręgowy i nerwy wzrokowe), ponieważ kilka badań implikowało, że mózg organizuje coś więcej niż tylko nasze myśli. W naszym badaniu odkryliśmy, że na przykład przecięcie prawego nerwu błędnego u myszy prowadzi do znacznego upośledzenia ich zdolności do oczyszczania E. coli infekcje


wewnętrzna grafika subskrypcji


Kiedy zbadaliśmy przyczynę tego opóźnienia, odkryliśmy znaczny spadek poziomu cząsteczki zwanej „koniugatem protektyny w regeneracji tkanek 1” lub w skrócie PCTR1. PCTR1 należy do grupy cząsteczek zwanych wyspecjalizowanymi mediatorami pro-rozdzielczymi, które kontrolują reakcję naszego organizmu na stan zapalny. Jest wytwarzany przez białe krwinki z niezbędnego kwasu tłuszczowego pochodzącego z oleju rybiego, zwanego kwasem dokozaheksaenowym.

Odkryliśmy również, że spadek PCTR1 zmniejszył zdolność makrofagi – rodzaj białych krwinek – do zabicia E. coli.

Następnie zbadaliśmy, w jaki sposób nerw błędny reguluje produkcję PCTR1 w jamie brzusznej myszy, gdzie nerw ten jest znana do regulowania zachowania białych krwinek podczas stanu zapalnego. Tutaj odkryliśmy, że nerw uwalnia neuroprzekaźnik zwany acetylocholiną, który następnie instruuje inny rodzaj komórek odpornościowych (wrodzone komórki limfoidalne), aby zwiększyć produkcję PCTR1. To z kolei regulowało zdolność makrofagów do znajdowania i zabijania bakterii.

Kiedy wstrzyknęliśmy myszom z odciętym nerwem błędnym PCTR1, odkryliśmy, że przywrócił on zdolność makrofagów otrzewnowych do pozbywania się bakterii, a także tłumił późniejszą reakcję zapalną, przyspieszając wygaśnięcie bakterii.

Oczekuje się, że wyniki te będą miały daleko idące implikacje w walce z infekcjami bakteryjnymi, zwłaszcza w świetle alarmującego tempa, w jakim bakterie stają się oporne na antybiotyki. Dzieje się tak, ponieważ te odkrycia pokazują, że możemy pomóc naszemu ciału, używając PCTR1 i powiązanych cząsteczek, aby zwiększyć jego zdolność do usuwania bakterii podczas infekcji, zmniejszając naszą zależność od antybiotyków.

Konwersacje

O autorze

Jesmonda Dalliego, Starszy wykładowca, Queen Mary University of London

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki:

at Rynek wewnętrzny i Amazon