Bunky v krvných cievach mozgu, ktoré sú nevyhnutné pre reakciu na horúčku

Bunky v krvných cievach mozgu, ktoré sú nevyhnutné pre reakciu na horúčku

Vedci z Linköpingskej univerzity identifikovali bunky v krvných cievach mozgu u myší, ktoré sú potrebné pre reakciu na horúčku. Výsledky publikované v PNAS odpovedajú na dlhodobú otázku, ktoré orgány sa podieľajú na vzniku horúčky.

Každý občas dostane horúčku. Ak pochopíme mechanizmy za horúčkou, môžeme tiež pochopiť, ako môžu fungovať nové lieky a liečby.“

Anders Blomqvist, emeritný profesor, Inštitút biomedicínskych a klinických vied, Univerzita v Linköpingu

Horúčka je reakcia tela na infekciu alebo zápal a obranný mechanizmus napríklad proti vírusom a baktériám. Keď je telo postihnuté infekciou alebo zápalom, uvoľňuje molekuly známe ako cytokíny do krvného obehu. Tieto molekuly sú príliš veľké na to, aby prešli cez hematoencefalickú bariéru, sieť drobných krvných ciev, ktoré chránia mozog pred škodlivými látkami. Ale horúčka je len symptóm, ktorý sa prejavuje po tom, čo mozog sám dáva signály. Ako teda mozog rozpozná, že telo je postihnuté zápalom alebo infekciou?

Vysvetlenie spočíva v receptoroch na vonkajšom povrchu hematoencefalickej bariéry, ktoré rozpoznávajú cytokíny. Tieto receptory prenášajú signál do buniek na vnútornom povrchu stien krvných ciev v hematoencefalickej bariére, nazývaných endotelové bunky. Potom začnú produkovať hormónu podobnú molekulu prostaglandín E2, ktorá následne aktivuje receptory v hypotalame, ktorý funguje ako telesný termostat. Bola zahájená horúčková reakcia. Doteraz však nebolo jasné, či to bol jediný mechanizmus za horúčkou.

Predtým sa predpokladalo, že prostaglandín musí byť produkovaný aj v niektorých bunkách takých orgánov, ako sú pečeň a pľúca, aby sa vyvolala horúčková reakcia. Vedci z Linköpingskej univerzity však teraz ukázali, že to tak nie je. V štúdii na myšiach publikovanej v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS, Anders Blomqvist a jeho kolegovia ukazujú, že endotelové bunky mozgu sú jediné potrebné na reakciu na horúčku.

"Naše výsledky odpovedajú na otázku, ktorá sa kladie už niekoľko desaťročí. Doteraz neexistovali žiadne dôkazy o tom, že na spustenie horúčkovej reakcie sú potrebné iba endotelové bunky v mozgu. Teraz sme túto vedomostnú medzeru uzavreli," hovorí Anders Blomqvist.

Vedci pracovali s geneticky modifikovanými myšami, ktorým odstránili určité gény, ktoré kódujú produkciu prostaglandínov v endotelových bunkách mozgu. Myšiam boli potom vstreknuté látky, ktoré sú prítomné v bunkových stenách určitých baktérií a týmto spôsobom spôsobili horúčku. Geneticky modifikované myši nevykazovali po injekcii žiadnu horúčkovú reakciu.

Z toho vedci usúdili, že tieto endotelové bunky sú potrebné na spustenie horúčky, ale nepreukázali, či sú dostatočné. Z tohto dôvodu vedci vykonali testy na inom geneticky modifikovanom myšom modeli, v ktorom jediné bunky schopné produkovať prostaglandín E2 boli mozgové endotelové bunky. Tieto myši vykazovali horúčkovú reakciu, čo potvrdilo, že endotelové bunky mozgu sú skutočne dostatočné.

Tieto experimenty umožnili pokročilé techniky riadenia a štúdia laboratórnych zvierat. Chirurgickým zavedením intravenózneho katétra a zaznamenávaním telesnej teploty pomocou telemetrie sa injekcie aj merania môžu vykonávať bez stresu zvieraťa, čo umožňuje pozornejšie pozorovať reakciu na horúčku.

"Široká verejnosť dlho verila, že telesná teplota malých zvierat je vyššia ako u ľudí a iných veľkých cicavcov, okolo 40 stupňov. Merania však boli nesprávne, pretože zvieratá boli počas procesu v strese. Techniky, ktoré sme použili, ukazujú, že myši majú rovnakú teplotu ako ľudia," hovorí Anders Blomqvist.

Výskum finančne podporili Swedish Research Council, Swedish Brain Foundation a Swedish Cancer Society.

Zdroj:

Univerzita v Linköpingu

Referencia:

Shionoya, K., a kol. (2022) Selektívna produkcia prostaglandínu v mozgových endotelových bunkách je nevyhnutná a dostatočná na vyvolanie horúčky. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2122562119.

.