Как мозг и иммунитет общаются: обзор молекулярных механизмов

Мозг долго считали изолированным от иммунитета, но теперь ясно: они постоянно обмениваются сигналами. В обзоре собраны данные о том, как микроглия, астроциты, иммунные клетки крови и сосуды мозга общаются с помощью цитокинов, хемокинов, нейромедиаторов и других молекул.

На молекулярном уровне рецепторы распознавания (например, Toll-подобные) запускают сигнальные пути NF-κB, MAPK и JAK-STAT. Это влияет на выработку цитокинов, окислительный стресс и активность глиальных клеток. Особую роль играет инфламмасома NLRP3: её активация приводит к созреванию IL-1β и IL-18 и к пироптозу — особой форме гибели клеток, усиливающей воспаление.

Другие механизмы — система комплемента C1q/C3-CR3, которая участвует в обрезке синапсов, и сигнальный путь CCL2-CCR2, привлекающий лейкоциты и активирующий микроглию. Цитокины и матриксные металлопротеиназы могут нарушать плотные контакты между клетками сосудов, повышая проницаемость гематоэнцефалического барьера. Нейропептиды, такие как CGRP и субстанция P, запускают нейрогенное воспаление.

Вместе эти процессы регулируют активацию глии, миграцию иммунных клеток, ремоделирование синапсов, возбудимость нейронов и выживание клеток. Их нарушение связано с нейродегенеративными, нейровоспалительными, психическими и другими заболеваниями через гематоэнцефалический барьер, ось «кишечник-мозг» и блуждающий нерв.

Обзор обсуждает новые терапевтические подходы, нацеленные на инфламмасомы, комплемент, хемокиновые рецепторы, нейропептидную сигнализацию и микробиоту. Это может привести к персонализированной медицине, основанной на биомаркерах.