...

Rola układu dopełniacza w rozwoju mózgu

Układ dopełniacza to ważny mechanizm immunologiczny. Jego prawidłowe działanie jest istotne również z punktu widzenia rozwoju ośrodkowego układu nerwowego, szczególnie w życiu płodowym. Zaburzenia ekspresji jego poszczególnych czynników mogą przyczynić się do zwiększenia ryzyka rozwoju chorób związanych z nieprawidłowym funkcjonowaniem mózgu.

Leczenie chorób u ciężarnych kobiet jest zawsze tematem, do którego należy podchodzić ostrożnie. Nie jest tu wyjątkiem rozwój stanów zapalnych, które mogą wpłynąć niekorzystnie także na zdrowie płodu. Najnowsze badania wskazują jednak na fakt, że mechanizmy biorące udział w nieswoistej odpowiedzi immunologicznej są niezwykle istotne dla prawidłowego rozwoju układu nerwowego dziecka, a ich zaburzenie może przyczynić się do rozwoju chorób, które ujawniają się w wieku dorosłym, takich jak schizofrenia.

Zespół naukowców w Queensland w Australii przyjrzał się działaniu układu dopełniacza na układ nerwowy płodu. Ten system aktywowanych za zasadzie kaskady enzymatycznej białek jest bardzo istotny dla nieswoistej odpowiedzi odpornościowej organizmu, bierze też udział w regulacji odpowiedzi swoistej. Wykazano również, że jego aktywność jest niezbędna już na samym początku rozwoju zarodka, gdyż ułatwia połączenie się plemnika z komórką jajową. Badania przeprowadzone na modelach takich jak Xenopus czy danio pręgowany (Danio rerio) ujawniły rolę niektórych z jego elementów także w rozwoju wczesnej neuroektodermy i cewy nerwowej oraz w prawidłowych wzorcach migracji komórek nerwowych.

Podobne wyniki otrzymywano, badając rozwój ośrodkowego układu nerwowego w zarodkach ssaków. Wydaje się, że szczególną rolę odgrywają białka C5a i receptor C5aR1, zaobserwowane w istotnym stężeniu, znacznie wyższym niż u osobników dorosłych, w tkance nerwowej i płynie mózgowo-rdzeniowym embrionów mysich i ludzkich. Ekspresja tych receptorów następuje nie tylko w komórkach glejowych, które pełnią funkcje odpornościowe, ale także w komórkach progenitorowych rozwijającego się móżdżku i w migrujących neuroblastach, również w mózgu osobników dorosłych. Wykazano, że obecność tych składników dopełniacza jest niezbędna do prawidłowych podziałów komórek progenitorowych. Brak pochodzących od nich sygnałów, zwłaszcza w połączeniu z niedoborem kwasu foliowego u matki, może być przyczyną zaburzeń w rozwoju cewy nerwowej, co udowodniono zarówno poprzez genetyczne jak i farmakologiczne zablokowanie ekspresji bądź aktywności receptorów C5aR1. Poskutkowało to zahamowaniem proliferacji nerwowych komórek progenitorowych. Odwrotny efekt – stymulację ich namnażania – osiągnięto poprzez podanie egzogennego białka C5a.

Także inne elementy układu dopełniacza odgrywają istotną rolę w rozwoju ośrodkowego układu nerwowego. Zaobserwowano, iż droga lektynowa prowadząca do jego aktywacji wpływa na formowanie się kory nowej. Ekspresja jej składników: C3, MASP-1 i MASP-2 jest zwiększona w strefach post-mitotycznych, zaś jej upośledzenie skutkuje u zwierząt zmianami w grubości tej warstwy neuronów. Wynika to najprawdopodobniej z upośledzenia migracji nowo powstałych komórek. Podanie agonisty receptora C3aR jest w stanie zapobiec niekorzystnym zmianom, co sugeruje, iż to właśnie ten składnik dopełniacza jest w tym procesie najważniejszy.

Rola układu dopełniacza w rozwoju mózgu nie kończy się na życiu płodowym. Już po urodzeniu połączenia między komórkami nerwowymi ulegają modyfikacjom skutkującym tworzeniem dojrzałych ścieżek neurotransmisyjnych. W procesie tym biorą udział komórki mikrogleju, które usuwają uszkodzone bądź zbędne synapsy. Prawdopodobnie układ dopełniacza pełni w tym procesie rolę swoistego znacznika sygnalizującego, które synapsy mają zostać usunięte. Wyniki badań wskazują na to, że najistotniejsze dla prawidłowego przebiegu tego tzw. przycinania synaptycznego są C1qA i C3 – mózgi myszy z ich niedoborem charakteryzują się zwiększoną liczebnością synaps w okresie poporodowym, gdyż nie doszło u nich do eliminacji zbędnych połączeń między neuronami.

Choć obecnie brakuje bezpośrednich dowodów, wyniki licznych badań wskazują na to, że zaburzenia funkcjonowania układu dopełniacza podczas życia płodowego mogą wpływać na rozwój schorzeń związanych z nieprawidłową pracą mózgu. Istnieją przesłanki, że ryzyko wystąpienia schizofrenii jest zwiększone u osób, u których ekspresja białka C4a jest podwyższona, podobnie jak ekspresja innych składników dopełniacza. Dowody te są jednak obecne, jeśli chodzi o ryzyko rozwoju epilepsji. U myszy bowiem niedobór białka C1q prowadzi do zwiększenia synaptycznej aktywności pobudzającej oraz do występowania spontanicznych napadów z utratą przytomności, natomiast blokowanie transmisji przez receptor C5aR1 może działać przeciwdrgawkowo u osobników, z ostrymi i przewlekłymi atakami.

“Nasze odkrycia oznaczają, że należy być ostrożnym, gdy celuje się w układ dopełniacza, aby stłumić stan zapalny w czasie ciąży” mówi dr Liam Coulthard, jeden z autorów artykułu. “Zarówno infekcja, jak i działanie leków może potencjalnie zaburzyć równowagę aktywności czynników dopełniacza i mieć konsekwencje w przyszłości.”
Bibliografia

Coulthard L.G., Hawksworth O.A., Woodruff T.M. Complement: The Emerging Architect of the Developing Brain. Trends in Neurosciences, 2018

Udostępnij:
Facebook
Twitter
LinkedIn

Ostatnie wpisy:

Podziel się opinią!

polecane wpisy:

Hirudoterapia – sposób na migenę?

Nie masz dostępu do tych treści Wygląda na to, że nie masz rangi Czytelnik, aby ją otrzymać zaloguj się klikając na przycisk poniżej. Przejdź do logowania Nie masz jeszcze konta? Dołącz do nas! Logowanie

Dzieci powinny czytać

W młodym wieku zachodzą kluczowe procesy plastyczności neuronalnej, które są istotne dla rozwoju mózgu. Dlatego warto wspierać u dzieci zachowania kształtujące ich rozwój, ponieważ mogą okazać się korzystne w dorosłym życiu. Przykładem takiego zachowania jest czytanie książek, czyli jedna z...

Kondycja wątroby a funkcje poznawcze

Przewlekłe choroby wątroby są coraz to bardziej powszechne w społeczeństwie. W ich przebiegu obserwuje się postępujące zmiany polegające na stopniowym zastępowaniu prawidłowego miąższu wątroby tkanką włóknistą, co prowadzi do zaburzeń struktury i funkcji tego narządu. Coraz więcej doniesień naukowych wskazuje,...

Archiwum: