Отследили развитие различных популяций миелоидных клеток во время воспаления в центральной нервной системе

Система врожденного иммунитета в центральной нервной системе (ЦНС) включает множество различных миелоидных клеток — клеток микроглии и ЦНС-ассоциированных макрофагов. При воспалении разнообразие иммунных клеток возрастает, поскольку в ЦНС проникают циркулирующие дендритные клетки и моноциты. Миелоидные клетки презентируют антигены патогенным Т-клеткам, что приводит к развитию рассеянного склероза.

Ученые исследовали динамику популяций миелоидных клеток в разных частях ЦНС при экспериментальном аутоиммунном энцефаломиелите (ЭАЭ), который является мышиной моделью рассеянного склероза.

Было проведено высокопроизводительное РНК-секвенирование индивидуальных клеток из разных частей ЦНС (мягкой и паутинной оболочки мозга, сосудистого сплетения, периваскулярных пространств, паренхимы и крови) в здоровых и больных мышах. Оказалось, что в ЦНС-ассоциированных макрофагах при болезни стабильно экспрессируется лишь один из пяти характерных генов и растет число антиген-презентирующих молекул, таких как Cd74, а в клетках микроглии не меняется экспрессия только двух из четырех характерных генов.

Эти данные позволили разделить миелоидные клетки на гомеостатичные (присутствующие в норме) и ассоциированные с болезнью, а также выделить различные группы клеток в каждом из изучаемых мест в ЦНС.

Было показано, что при ЭАЭ плотность дендритных клеток сильно возрастает — появляются различные группы ассоциированных с болезнью клеток. Помимо этого было обнаружено несколько ассоциированных с болезнью популяций моноцитов.

Отслеживание клеточных линий позволило понять, как соотносится проникновение в ЦНС моноцитов с присутствием в ней тканевых макрофагов. Вплоть до пика болезни происходит как пролиферация тканевых макрофагов, так и инфильтрация моноцитами. В хронической фазе моноциты временно встраиваются в ЦНС, а макрофаги претерпевают апоптоз. Для микроглии же оказалась характерна клональная экспансия клеток.

С помощью микроскопии in vivo с замедленной съемкой удалось показать длительное взаимодействие Т-клеток именно с циркулирующими миелоидными клетками при воспалении. Это означает, что тканевые макрофаги не являются ключевыми в антиген-презентировании во время ЭАЭ, в отличие от дендритных клеток и производных моноцитов.

Подобная обстоятельная характеристика популяций миелоидных клеток и их судьбы при воспалении дает детальное представление о врожденном иммунитете мозга и может послужить прекрасной основой для дальнейшего изучения болезней ЦНС и их лечения.