Celler i hjärnans blodkärl som är nödvändiga för febersvaret

Celler i hjärnans blodkärl som är nödvändiga för febersvaret

Forskare vid Linköpings universitet har identifierat de celler i hjärnans blodkärl hos möss som är nödvändiga för att få febersvar. Resultaten, publicerade i PNAS, svarar på en långvarig fråga om vilka organ som är involverade i utvecklingen av feber.

Alla får feber ibland. Om vi ​​förstår mekanismerna bakom feber kan vi också förstå hur nya läkemedel och behandlingar kan fungera."

Anders Blomqvist, emeritusprofessor, Institutet för biomedicin och klinisk vetenskap, Linköpings universitet

Feber är kroppens reaktion på infektion eller inflammation och en försvarsmekanism mot till exempel virus och bakterier. När kroppen påverkas av infektion eller inflammation frigör den molekyler som kallas cytokiner i blodomloppet. Dessa molekyler är för stora för att passera genom blod-hjärnbarriären, ett nätverk av små blodkärl som skyddar hjärnan från skadliga ämnen. Men feber är bara ett symptom som visar sig efter att hjärnan själv ger signaler. Så hur känner hjärnan igen att kroppen påverkas av inflammation eller infektion?

Förklaringen ligger i receptorer på den yttre ytan av blod-hjärnbarriären som känner igen cytokinerna. Dessa receptorer överför signalen till celler på den inre ytan av blodkärlsväggarna i blod-hjärnbarriären, som kallas endotelceller. De börjar sedan producera den hormonliknande molekylen prostaglandin E2, som i sin tur aktiverar receptorer i hypotalamus, som fungerar som kroppens termostat. En febril respons inleddes. Men fram till nu var det oklart om detta var den enda mekanismen bakom feber.

Man trodde tidigare att prostaglandin också måste produceras i vissa celler i sådana organ som lever och lungor för att utlösa ett febersvar. Men nu har forskare vid Linköpings universitet visat att så inte är fallet. I en studie på möss publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS, visar Anders Blomqvist och hans kollegor att hjärnans endotelceller är de enda som krävs för ett febersvar.

"Våra resultat svarar på en fråga som har ställts i flera decennier. Hittills har det inte funnits några bevis för att bara endotelcellerna i hjärnan behövs för att utlösa en feberreaktion. Vi har nu täppt till denna kunskapslucka", säger Anders Blomqvist.

Forskarna arbetade med genetiskt modifierade möss där de tog bort vissa gener som kodar för prostaglandinproduktion i hjärnans endotelceller. Mössen injicerades sedan med ämnen som finns i cellväggarna hos vissa bakterier och orsakade på så sätt feber. De genetiskt modifierade mössen visade ingen feberreaktion efter injektionen.

Av detta drog forskarna slutsatsen att dessa endotelceller är nödvändiga för att utlösa feber, men visade inte om de är tillräckliga. Av denna anledning genomförde forskarna tester på en annan genetiskt modifierad musmodell där de enda cellerna som kunde producera prostaglandin E2 var hjärnens endotelceller. Dessa möss visade ett febersvar, vilket bekräftar att hjärnans endotelceller verkligen är tillräckliga.

Dessa experiment möjliggjordes av avancerad teknik för att hantera och studera laboratoriedjur. Genom att kirurgiskt föra in en intravenös kateter och registrera kroppstemperatur med hjälp av telemetri kan både injektionerna och mätningarna utföras utan att stressa djuret, vilket gör att feberreaktionen kan observeras närmare.

"Allmänheten har länge trott att kroppstemperaturen hos små djur är högre än hos människor och andra stora däggdjur, runt 40 grader. Men mätningarna var felaktiga eftersom djuren blev stressade under processen. Teknikerna vi använde visar att möss har samma temperatur som människor", säger Anders Blomqvist.

Forskningen stöddes ekonomiskt av Vetenskapsrådet, Hjärnfonden och Cancerfonden.

Källa:

Linköpings universitet

Hänvisning:

Shionoya, K., et al. (2022) Selektiv produktion av prostaglandin i hjärnens endotelceller är både nödvändig och tillräcklig för att inducera feber. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2122562119.

.