Защита плода: исследование выявило раннюю иммунную защиту в утробе матери
Исследования, проведенные в Duke-NUS Medical School, показали, что плоды не так беззащитны, как считалось ранее; они на самом деле могут бороться с инфекциями внутри матки. Это новое понимание может существенно изменить способ, которым врачи защищают плоды от инфекций, которые приводят к серьезным заболеваниям, таким как микроцефалия, когда голова ребенка значительно меньше, чем ожидается для его возраста.
В исследовании, опубликованном в журнале Cell , ученые обнаружили, что у плода имеется функциональная иммунная система, которая хорошо оснащена для борьбы с инфекциями в его развивающейся нервной системе задолго до рождения.
Ранее было показано, что иммунная система матери является единственным источником защиты плода от инфекции. Это прорывное открытие может потенциально принести пользу женщинам, которые заражаются инфекциями во время беременности. Врожденные нарушения, включая те, которые вызваны болезнями, переданными от матери плоду во время беременности, ежегодно вызывают около 240 000 смертей новорожденных .
Доцент Эшли Сент-Джон из Программы по новым инфекционным заболеваниям в Университете Дьюка и Национального университета Сингапура, ведущий автор исследования, сказал: «На ранних сроках беременности плод не может выжить самостоятельно, и мы всегда предполагали, что он в основном полагается на иммунную систему матери для защиты от инфекций. Однако мы обнаружили, что собственная иммунная система плода уже способна вырабатывать защиту от инфекций гораздо раньше, чем считалось ранее».
Продолжая исследования, ученые изучили иммунный ответ плода в доклинической модели с использованием штаммов вируса Зика со всего мира. Они обнаружили, что иммунные клетки по-разному реагируют на инфекцию — либо берут на себя защитную роль и уменьшают повреждение развивающегося мозга плода , либо наносят вред мозгу плода, вызывая не защитное воспаление.
Исследование выявило новые сведения о роли микроглии, типа иммунных клеток, обнаруженных в мозге. Используя модели человеческого мозга, известные как органоиды или мини-мозги, исследователи подтвердили, что эти клетки берут на себя защитную роль во время инфекции и имеют решающее значение для защиты иммунной системы плода от патогенов.
Кредит: Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.10.028
Моноциты, белые кровяные клетки, вырабатываемые в костном мозге , были еще одним типом иммунных клеток, которые изучали исследователи. Команда, в которую входили ученые A*STAR, обнаружила, что помимо того, что они были привлечены к мозгу плода во время инфекции, они вызывали пагубное воспаление в мозге, убивая клетки мозга вместо того, чтобы устранять вирус. Хотя ранее было показано, что вредоносная природа моноцитов проявляется только после рождения, это открытие показало, что эти иммунные клетки также могут наносить вред развивающемуся мозгу плода до рождения.
Кроме того, моноциты вырабатывают высокореактивные молекулы, известные как активные формы кислорода, которые помогают организму бороться с патогенами, предупреждая клетки о патогене, состоянии, в котором они высвобождают воспалительные сигналы. Однако исследователи заметили, что повышенное высвобождение определенного воспалительного сигнала, называемого синтазой оксида азота-2 (NOS2), вызывало повреждение нейронов при сочетании с активными формами кислорода в больших объемах. Так же, как отбеливатель может повредить волокна одежды при чрезмерном использовании, так и иммунные реакции могут нанести вред мозгу плода , если они не регулируются должным образом.
В ответ на это открытие ученые использовали экспериментальный противовоспалительный препарат для блокирования функции NOS2. Это привело к снижению не защитного воспаления, вызванного моноцитами в мозге, и защитило мозг плода от повреждений, которые могут быть вызваны инфекцией Зика.
Доцент Сент-Джон сказал, что исследование привносит новый взгляд на борьбу с врожденными нарушениями, возникающими из-за инфекций. «Наша работа показала, что иммунные реакции плода могут быть как защитными, так и вредными. Знание того, как различные иммунные клетки способствуют иммунной защите плода, будет важно для нашего постоянного поиска способов улучшения результатов беременности».
«Мы надеемся, что в ходе дальнейших испытаний мы сможем установить безопасность противовоспалительного препарата, чтобы его можно было превратить в жизнеспособную форму лечения, которая защитит плод от опасного воспаления в мозге», — добавила она.
Профессор Патрик Тан, старший заместитель декана по научным исследованиям в Duke-NUS, прокомментировал: «Во всем мире ведутся огромные работы по картированию различных клеток в нашем организме и того, как они влияют на здоровье и болезни человека. Раскрывая тонкости наших самых ранних иммунных реакций, это исследование приближает нас на шаг к более полному пониманию внутренней работы человеческого организма, что потенциально прокладывает путь для новых медицинских вмешательств».