Κύτταρα στα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου που είναι απαραίτητα για την απόκριση του πυρετού

Κύτταρα στα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου που είναι απαραίτητα για την απόκριση του πυρετού

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Linköping εντόπισαν τα κύτταρα στα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου σε ποντίκια που είναι απαραίτητα για την απόκριση του πυρετού. Τα αποτελέσματα, που δημοσιεύονται στο PNAS, απαντούν σε μια μακροχρόνια ερώτηση σχετικά με τα όργανα που εμπλέκονται στην ανάπτυξη του πυρετού.

Όλοι έχουν πυρετό περιστασιακά. Αν κατανοήσουμε τους μηχανισμούς πίσω από τον πυρετό, μπορούμε επίσης να καταλάβουμε πώς μπορούν να λειτουργήσουν νέα φάρμακα και θεραπείες».

Anders Blomqvist, Ομότιμος Καθηγητής, Ινστιτούτο Βιοϊατρικών και Κλινικών Επιστημών, Πανεπιστήμιο Linköping

Ο πυρετός είναι η αντίδραση του οργανισμού σε μόλυνση ή φλεγμονή και ένας αμυντικός μηχανισμός ενάντια σε ιούς και βακτήρια, για παράδειγμα. Όταν το σώμα επηρεάζεται από μόλυνση ή φλεγμονή, απελευθερώνει μόρια γνωστά ως κυτοκίνες στην κυκλοφορία του αίματος. Αυτά τα μόρια είναι πολύ μεγάλα για να περάσουν μέσα από τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, ένα δίκτυο μικροσκοπικών αιμοφόρων αγγείων που προστατεύουν τον εγκέφαλο από επιβλαβείς ουσίες. Αλλά ο πυρετός είναι απλώς ένα σύμπτωμα που εκδηλώνεται αφού ο ίδιος ο εγκέφαλος δίνει σήματα. Πώς αναγνωρίζει λοιπόν ο εγκέφαλος ότι το σώμα επηρεάζεται από φλεγμονή ή μόλυνση;

Η εξήγηση βρίσκεται στους υποδοχείς στην εξωτερική επιφάνεια του αιματοεγκεφαλικού φραγμού που αναγνωρίζουν τις κυτοκίνες. Αυτοί οι υποδοχείς μεταδίδουν το σήμα στα κύτταρα στην εσωτερική επιφάνεια των τοιχωμάτων των αιμοφόρων αγγείων στον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, που ονομάζονται ενδοθηλιακά κύτταρα. Στη συνέχεια αρχίζουν να παράγουν το μόριο που μοιάζει με ορμόνη προσταγλανδίνη Ε2, η οποία με τη σειρά της ενεργοποιεί τους υποδοχείς στον υποθάλαμο, ο οποίος λειτουργεί ως θερμοστάτης του σώματος. Ξεκίνησε μια εμπύρετη απόκριση. Ωστόσο, μέχρι τώρα δεν ήταν σαφές εάν αυτός ήταν ο μόνος μηχανισμός πίσω από τον πυρετό.

Παλαιότερα πιστευόταν ότι η προσταγλανδίνη πρέπει επίσης να παράγεται σε ορισμένα κύτταρα τέτοιων οργάνων όπως το ήπαρ και οι πνεύμονες για να πυροδοτήσει μια πυρετική απόκριση. Όμως οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Linköping έχουν πλέον δείξει ότι αυτό δεν ισχύει. Σε μια μελέτη σε ποντίκια που δημοσιεύτηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences, το PNAS, ο Anders Blomqvist και οι συνεργάτες του δείχνουν ότι τα ενδοθηλιακά κύτταρα του εγκεφάλου είναι τα μόνα που απαιτούνται για την απόκριση του πυρετού.

"Τα αποτελέσματά μας απαντούν σε μια ερώτηση που τίθεται εδώ και αρκετές δεκαετίες. Μέχρι τώρα, δεν υπήρχαν ενδείξεις ότι μόνο τα ενδοθηλιακά κύτταρα στον εγκέφαλο χρειάζονται για να πυροδοτήσουν μια αντίδραση πυρετού. Έχουμε κλείσει τώρα αυτό το κενό γνώσης", λέει ο Anders Blomqvist.

Οι ερευνητές εργάστηκαν με γενετικά τροποποιημένα ποντίκια στα οποία αφαίρεσαν ορισμένα γονίδια που κωδικοποιούν την παραγωγή προσταγλανδίνης στα ενδοθηλιακά κύτταρα του εγκεφάλου. Στη συνέχεια έγινε ένεση στα ποντίκια με ουσίες που υπάρχουν στα κυτταρικά τοιχώματα ορισμένων βακτηρίων και με αυτόν τον τρόπο προκάλεσαν πυρετό. Τα γενετικά τροποποιημένα ποντίκια δεν εμφάνισαν αντίδραση πυρετού μετά την ένεση.

Από αυτό, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι αυτά τα ενδοθηλιακά κύτταρα είναι απαραίτητα για την πρόκληση πυρετού, αλλά δεν έδειξαν αν είναι επαρκή. Για το λόγο αυτό, οι ερευνητές πραγματοποίησαν δοκιμές σε ένα άλλο γενετικά τροποποιημένο μοντέλο ποντικού στο οποίο τα μόνα κύτταρα ικανά να παράγουν προσταγλανδίνη Ε2 ήταν τα ενδοθηλιακά κύτταρα του εγκεφάλου. Αυτά τα ποντίκια εμφάνισαν απόκριση πυρετού, επιβεβαιώνοντας ότι τα ενδοθηλιακά κύτταρα του εγκεφάλου είναι πράγματι επαρκή.

Αυτά τα πειράματα κατέστησαν δυνατά με προηγμένες τεχνικές διαχείρισης και μελέτης πειραματόζωων. Με την χειρουργική εισαγωγή ενός ενδοφλέβιο καθετήρα και την καταγραφή της θερμοκρασίας του σώματος με τη χρήση τηλεμετρίας, τόσο οι ενέσεις όσο και οι μετρήσεις μπορούν να πραγματοποιηθούν χωρίς άγχος στο ζώο, επιτρέποντας την πιο προσεκτική παρατήρηση της απόκρισης του πυρετού.

"Το ευρύ κοινό πίστευε από καιρό ότι η θερμοκρασία του σώματος των μικρών ζώων είναι υψηλότερη από αυτή των ανθρώπων και άλλων μεγάλων θηλαστικών, γύρω στους 40 βαθμούς. Αλλά οι μετρήσεις ήταν λανθασμένες επειδή τα ζώα υπέστησαν άγχος κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Οι τεχνικές που χρησιμοποιήσαμε δείχνουν ότι τα ποντίκια έχουν την ίδια θερμοκρασία με τους ανθρώπους", λέει ο Anders Blomqvist.

Η έρευνα υποστηρίχθηκε οικονομικά από το Σουηδικό Ερευνητικό Συμβούλιο, το Σουηδικό Ίδρυμα Εγκεφάλου και τη Σουηδική Αντικαρκινική Εταιρεία.

Πηγή:

Πανεπιστήμιο Linköping

Αναφορά:

Shionoya, Κ., et αϊ. (2022) Η εκλεκτική παραγωγή προσταγλανδίνης στα ενδοθηλιακά κύτταρα του εγκεφάλου είναι απαραίτητη και επαρκής για την πρόκληση πυρετού. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2122562119.

.