W szpiku czaszki myszy odkryto centra odporności walczące z rakiem mózgu

Naukowcy z Washington University School of Medicine w St. Louis zidentyfikowali w szpiku czaszki myszy nieznane wcześniej struktury odpornościowe przypominające węzły chłonne. Działają one jak położone blisko mózgu „stacje alarmowe”: mogą wykrywać sygnały związane z tym narządem i uruchamiać odpowiedź przeciw glejakowi, zanim informacja dotrze do odległych węzłów chłonnych.

Odkrycie zmienia sposób, w jaki postrzegany jest szpik czaszki. Nie musi on być wyłącznie magazynem komórek odpornościowych — może również organizować miejscowy nadzór immunologiczny nad mózgiem, w pobliżu opon mózgowych.

Jak działają te centra odpornościowe?

Według modelu badaczy białka pochodzące z mózgu mogą przedostawać się przez połączenia między czaszką a oponami mózgowymi. Dostarczają one miejscowym komórkom odpornościowym informacji o tym, co dzieje się w mózgu.

W obrębie odkrytych struktur pomocnicze limfocyty T typu folikularnego wspierają aktywację i dojrzewanie limfocytów B. Te z kolei mogą wytwarzać przeciwciała skierowane przeciw odpowiednim celom związanym z mózgiem. Pod tym względem struktury przypominają lokalną odpowiedź limfoidalną, a nie jedynie miejsce uwalniania komórek odpornościowych. Zorganizowane struktury limfoidalne, zawierające odrębne obszary limfocytów T i B, są znane jako miejsca aktywacji komórek odpornościowych i produkcji przeciwciał.

Taki układ może skracać drogę od wykrycia antygenu w mózgu do uruchomienia odporności adaptacyjnej. Zamiast czekać, aż sygnał dotrze najpierw do odległego narządu limfatycznego, mózg może korzystać ze specjalistycznej tkanki odpornościowej znajdującej się bezpośrednio za jego zewnętrzną osłoną.

Co pokazały eksperymenty z glejakiem?

Doświadczenia na myszach dostarczyły funkcjonalnych dowodów na znaczenie tych struktur. Gdy centra odpornościowe w szpiku czaszki zostały zaburzone, miejscowa odpowiedź przeciwnowotworowa osłabła, a glejak rósł bardziej agresywnie. Pobudzenie struktur przynosiło odwrotny efekt — zwiększało aktywność układu odpornościowego przeciw nowotworowi.

Badacze zastosowali również żel zawierający trzy białka pobudzające odporność. Preparat umieszczono pod skórą głowy, bezpośrednio nad czaszką. U myszy aktywował on lokalne środowisko odpornościowe i spowalniał wzrost glejaka.

Wyniki są obiecujące, ale nie oznaczają jeszcze opracowania terapii dla ludzi. Badanie przeprowadzono na myszach. Bezpieczeństwo żelu, właściwe dawkowanie, skuteczność oraz możliwość uzyskania trwałej odpowiedzi u pacjentów wymagałyby osobnych badań klinicznych.

Co wiadomo o ludziach?

Zorganizowane struktury przypominające węzły chłonne zidentyfikowano bezpośrednio u myszy. Jednak odrębna analiza próbek szpiku czaszki pobranych w sąsiedztwie świeżo rozpoznanych i nieleczonych glejaków u ludzi wykazała obecność aktywnych populacji limfoidalnych, w tym związanych z guzem limfocytów T CD8-dodatnich.

Wynik ten wspiera możliwość istnienia u ludzi podobnego, zlokalizowanego w pobliżu mózgu systemu odpornościowego. Nie dowodzi jednak, że ludzie mają identyczne struktury w szpiku czaszki ani że działają one dokładnie tak samo jak u myszy. To ważne rozróżnienie: dowody z badań na ludziach są sugestywne, natomiast najsilniejsze eksperymenty funkcjonalne nadal mają charakter przedkliniczny.

Czy odkrycie może doprowadzić do bardziej celowanych terapii?

Jednym z możliwych kierunków byłoby miejscowe pobudzanie tkanki odpornościowej nad czaszką, zamiast polegania wyłącznie na immunoterapii działającej w całym organizmie. Teoretycznie takie podejście mogłoby koncentrować stymulację odporności w pobliżu guza mózgu i ograniczać ekspozycję innych tkanek. Nie wiadomo jednak, czy rzeczywiście zmniejszyłoby działania niepożądane lub poprawiło wyniki leczenia — trzeba to sprawdzić w badaniach z udziałem ludzi.

W przypadku glejaka naukowcy mogliby poszukiwać sposobów, by centra w szpiku czaszki skuteczniej rozpoznawały antygeny nowotworowe albo by wzmacniać obecne tam odpowiedzi limfocytów T i B. Odkrycie rodzi także bardziej odległą możliwość zastosowania w chorobach neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera: miejscowe struktury odpornościowe mogłyby kiedyś zostać ukierunkowane na wytwarzanie przeciwciał przeciw białkom związanym z chorobą.

To jednak obszar wymagający szczególnej ostrożności. Odporność skierowana przeciw mózgowi mogłaby zaszkodzić, gdyby zaatakowała zdrową tkankę lub stała się przewlekle nadaktywna. Dostępne badania nie dowodzą klinicznego bezpieczeństwa ani skuteczności takiego podejścia w chorobie Alzheimera lub innych chorobach neurodegeneracyjnych.

Jak nowe odkrycie rozwija wcześniejsze badania Washington University?

Nowe wyniki są rozszerzeniem wcześniejszych prac Washington University, które wykazały, że wiele komórek odpornościowych obecnych w oponach mózgowych pochodzi ze szpiku czaszki. Komórki te docierają do mózgu specjalnymi kanałami, nie przechodząc wcześniej do ogólnego krwiobiegu.

Kolejne badania opisały kanały łączące szpik czaszki z oponami jako fizyczne drogi komunikacji między sygnałami z płynu mózgowo-rdzeniowego a komórkami odpornościowymi w czaszce. Odkryte centra odpornościowe mogą dodawać do tej anatomii wyjaśnienie funkcjonalne: czaszka, opona twarda i mózg mogą tworzyć połączony lokalny obwód odpornościowy, który wykrywa substancje pochodzące z mózgu i koordynuje odpowiedź adaptacyjną.

Najważniejszy wniosek jest więc węższy — i bardziej użyteczny — niż określenie „nowy narząd”. Naukowcy znaleźli u myszy zorganizowane struktury odpornościowe położone tuż przy mózgu, wykazali, że mogą one wpływać na wzrost glejaka u tych zwierząt, a także zidentyfikowali powiązaną aktywność komórek odpornościowych w ludzkim szpiku czaszki. Następnym pytaniem będzie to, czy ten sam system występuje u ludzi i czy można go bezpiecznie wykorzystać w leczeniu.