Duboko u mozgu, listovi tkiva poznatih kao horoidni pleksus proizvode cerebrospinalnu tečnost (CSF) i deluju kao zaštitna barijera između mozga i CSF. Ali laboratorija Marije Lehtinen, doktorke nauka, u Bostonskoj dečjoj bolnici pokazala je da malo poznati horoidni pleksus čini mnogo više. Na primer, luči faktore koji promovišu zdravlje mozga i CSF i utiču na mozak dok se razvija.
Sada, studija koju je vodio Huikin Ksu, Ph.D., u Lehtinenovoj laboratoriji, koja je deo odeljenja za patologiju i povezana sa F.M. Kirbi Neurobiologi Center, pokazuje veoma detaljno kako horoidni pleksus upravlja upalom mozga sarađujući sa imunim ćelijama.
Zapažanja tima, objavljena u Cell, mogla bi da informišu o budućim tretmanima neurodegenerativnih i neurorazvojnih bolesti koje uključuju upalu.
Ksu i njegove kolege proučavali su odgovor na upalu na mišjem modelu koji imitira infekciju meningitisa. Da bi dobili prozor u mozak, pažljivo su zamenili deo lobanje komadom prozirnog pleksiglasa.
Koristeći dvofotonsko snimanje uživo, mogli su da posmatraju horoidni pleksus u realnom vremenu – u tri dimenzije – kako se upala odvija.
Odvojeno, koristili su jednoćelijsko RNK sekvenciranje da analiziraju šta svaki tip ćelije u CSF i horoidnom pleksusu radi tokom infekcije. Jose Ordovas-Montanes, Ph.D., i postdiplomac Peter Lotfi, obojica iz Odeljenja za gastroenterologiju, dali su ključni doprinos ovoj analizi.
Ono što su videli bio je zamršen ples.
„Horoidni pleksus se vidi kao kapija za imune ćelije, ali nije pokazano mnogo dokaza“, kaže Ksu. „Snimanje nam je omogućilo da vidimo nove imune ćelije iz krvi koja ulazi u CSF kroz horoidni pleksus. Takođe smo videli ćelije koje dolaze iz kičmene tečnosti u horoidni pleksus – ćelije su se kretale u dva smera.“
U središtu akcije bile su epitelne ćelije u horoidnom pleksusu, na granici sa CSF. Dok se epitelne ćelije ponekad prikazuju kao pasivna fizička barijera, ove ćelije su bile osnaženi igrači, koordinirajući odgovor tkiva od početka do kraja.
Na početku lažne infekcije, epitelne ćelije su olakšale razgradnju čvrstog matriksa koji ih drži zajedno, stvarajući otvor za prolaz imunih ćelija. Neutrofili – koji prvi reaguju – mogli su da se vide kako prelaze preko barijere horoidnog pleksusa u CSF.
Nakon 48 sati, većina monocita i makrofaga je i dalje dolazila kroz krv, tipično za slučaj upale tkiva. Ali drugi skup monocita i makrofaga dolazio je suprotnim putem – iz CSF-a u horoidni pleksus.
Epitelne ćelije su davale signale da ih regrutuju, dok luče lepljive adhezivne molekule kako bi pomogle imunim ćelijama da pristanu i akumuliraju se u horoidnom pleksusu, kao i faktore rasta koji su ih negovali i pomogli im da sazrevaju.
Konačno, kako je infekcija nestala, zreli makrofagi su eliminisali neutrofile, pomogli da se ponovo zatvori barijera horoidnog pleksusa i napustili scenu. Upala je rešena.
„Horoidni pleksus je kao dirigent – orkestrira ovu simfoniju odgovora“, kaže Lehtinen. „Nikada nisam zamišljao da će epitelne ćelije biti u stanju da organizuju ove stvari. Tehnološki napredak nam je omogućio da otkrijemo ovu uzbudljivu biologiju koju niko nikada nije očekivao.“
Na osnovu svih njegovih uloga, Lehtinen veruje da se horoidni pleksus kvalifikuje kao bona fide imuni organ. Ona i Ksu su zainteresovani da istraže njegovu ulogu u različitim okruženjima bolesti.
Upala nakon infekcije povezana je sa sve većim brojem doživotnih neuroloških stanja u rasponu od mikrocefalije zbog urođenih Zika infekcija do kognitivnih oštećenja povezanih sa dugotrajnim COVID-om. Upala mozga je takođe karakteristika neurodegenerativnih bolesti poput Alchajmerove bolesti.
„Ova studija nam daje prilično čist, zatvoren način da pokažemo korake upale“, kaže Ksu. „To pruža okosnicu koju onda možemo primeniti da vidimo šta se dešava u neurodegenerativnim i neurorazvojnim bolestima.“
Lehtinen predviđa tretmane koji bi iskoristili horoidni pleksus i/ili CSF za zaštitu mozga, izbegavajući neurotoksične efekte hemoterapije, na primer, ili štiteći mozak beba u materici od upale kod majke.
„Epitelne ćelije su veoma sekretorne – možemo li ovo primeniti da smanjimo upalu?“ pita Lehtinen. „Možemo li da se uključimo u genske terapije? Postoji milion pitanja.“
