Immunität als Regulator des Sozialverhaltens

Nach jüngsten gemeinsamen Experimenten, die von Forschern des Labors der Universität von Virginia und Massachusetts durchgeführt wurden, ist das Immunsystem direkt an der Regulierung neuronaler Verbindungen und des Sozialverhaltens beteiligt. Ein ausführlicher Bericht über die geleistete Arbeit und die Ergebnisse von Wissenschaftlern wird auf den Seiten der Zeitschrift Nature veröffentlicht .



In ihrer Arbeit verwendeten Experten Mäuse mit angeborener schwerer kombinierter Immunschwäche (Schädigung des erworbenen Immunsystems). Im Standard-Dreikammer-Sozialisationstest waren solche Tiere im Gegensatz zu gesunden Tieren in gleichem Maße an Verwandten interessiert wie die leblosen Objekte, die sie umgeben. Gleichzeitig gab es bei Mäusen praktisch keine Manifestationen von Angstzuständen, motorischen oder olfaktorischen Defiziten.

In Ruhe gehalten, zeigte fMRI bei immundefizienten Mäusen eine stark erhöhte Anzahl neuronaler Verbindungen zwischen mehreren Abschnitten des Frontalcortex und des Inselgyrus, die für das soziale Verhalten verantwortlich sind. Ein sehr ähnliches Bild wird bei Tieren mit simulierten sozialen Störungen und Menschen mit Autismus-Spektrum-Störungen beobachtet.

Im Alter von vier Wochen wurden normale T-Lymphozyten in immundefiziente Mäuse injiziert. Nach weiteren vier Wochen unterschieden sich solche Tiere im Test auf "Sozialisation" nicht von gesunden. Normalisiert in den entsprechenden Teilen des Gehirns und neuronalen Verbindungen.

Die Einführung von Antikörpern gegen Integrin VLA4 bei gesunden Tieren, die das Eindringen von T-Lymphozyten in die Meningen verhindern, verursachte im Gegensatz dazu Störungen in ihrer "Sozialisation", ähnlich dem Verhalten von immundefizienten Mäusen.

Um genau zu verstehen, welche T-Lymphozyten-abhängigen Signalwege (Interferon-Gamma, Interleukine 4/13, 17 und 10, transformierender Wachstumsfaktor Beta) das Sozialverhalten bestimmen, analysierten die Wissenschaftlerdie Darstellung funktioneller Gruppen von Genen (GSEA) in 41 Transkriptomen der Großhirnrinde von Ratten und Mäusen nach Exposition gegenüber verschiedenen stimulierenden Faktoren, einschließlich sozialer Aggregation, Schlafentzug, Stress, Einführung von Psychostimulanzien, Antidepressiva, Antikonvulsiva und Antipsychotika. Wie sich herausstellte, wird durch soziale Aggregation und die Verwendung von Psychostimulanzien die Expression von Genen, die durch Interferon-Gamma reguliert werden, verbessert.


_{Die Beziehung der Cytokinexpression zu verschiedenen Stimuli. Anthony J. Filiano et al., Nature, 2016}

Weitere Experimente ergaben, dass bei Mäusen mit einem Mangel an diesem Mediator der Immunität dieselben sozialen Störungen und Störungen der neuralen Verbindungen beobachtet werden wie bei Mäusen mit Immunschwäche. Die Einführung von Interferon-Gamma in die Liquor cerebrospinalis beseitigte diese Störungen. Im Laufe der Forschung konnten Wissenschaftler auch herausfinden, dass Neuronen des präfrontalen Kortex Rezeptoren für Interferon-Gamma exprimieren, und die Unterdrückung dieser Expression führt zu Störungen des Sozialverhaltens.

Experimente mit frisch zubereiteten Neuronenproben haben gezeigt, dass Interferon-Gamma die Aktivität von Neuronen durch Erhöhen des Niveaus des inhibitorischen Neurotransmitters GABA hemmt. Dies bedeutet, dass Sozialisationsstörungen bei Immundefekten das Ergebnis einer übermäßigen Aktivierung der Zellen des präfrontalen Kortex sind.

Angesichts der Tatsache, dass Interferon-Gamma einer der wichtigsten Mediatoren der Immunantwort ist, schlugen die Wissenschaftler vor, dass seine doppelte Wirkung das Ergebnis eines evolutionären Bedürfnisses ist, die Immunität zu erhöhen, wenn Verwandte in einer Gesellschaft auftreten, in der sich Krankheitserreger intensiv ausbreiten. Um die Hypothese zu testen, analysierten die Forscher öffentlich verfügbare Transkriptome von Vertretern verschiedener Arten, darunter Ratten, Mäuse, Zebrafische und Drosophila. GSEA zeigte, dass bei all diesen Tieren die enge Gemeinschaft die Immunmechanismen aktiviert, auch wenn keine Infektionen vorliegen, und die Isolierung im Gegenteil zu ihrer Unterdrückung führt.


_{Das Verhältnis von Sozialisation und Expression von Zytokinen bei Mäusen, Ratten, Zebrafischen und Drosophila-Fischen. Anthony J. Filiano et al., Nature, 2016}

Die Experimente und Ergebnisse ermöglichten es daher, eine erstaunliche Schlussfolgerung zu ziehen: Das Immunsystem ist ein wichtiger Regulator des Sozialverhaltens, und eine Reihe von Verhaltensmerkmalen könnte im Verlauf der Evolution als Ergebnis des Kampfes gegen die Immunität mit Infektionen auftreten. „Es klingt wild, aber vielleicht sind wir nur vielzellige Schlachtfelder zweier alter Kräfte: Krankheitserreger und das Immunsystem. Ein Teil unserer Persönlichkeit könnte tatsächlich unter der Kontrolle der Immunität stehen “, erklärte Jonathan Kipnis, der Arbeitsdirektor.

Die Ergebnisse können das Verständnis der Ursachen von Autismus-Spektrum-Störungen und Schizophrenie sowie die Suche nach neuen Wegen und Ansätzen zur Behandlung dieser Erkrankungen erheblich beeinflussen.



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Source: https://habr.com/ru/post/de395959/