سلول‌های ایمنی در بیماری ام‌اس می‌توانند از سد خونی-مغزی عبور کنند. محققینی که تخریب بافت عصبی در طی مالتیپل اسکلروزیس (MS) را بررسی می‌کردند توانسته‌اند دو مکانیسم را شناسایی کنند که گلبول‌های سفید با استفاده از آن‌ها، از سد خونی-مغزی رد شده و بافت بسیار حفاظت‌شده و استریل مغز و نخاع را تخریب می‌کنند.
در مقاله‌ای که به تازگی در ژورنال Cell Reports منتشر شده، Sarah Lutz، استادیار آناتومی و بیولوژی سلولی دانشگاه ایلینویز شیکاگو و همکارانش، مطالعاتشان را درباره‌ی نحوه‌ی حملات سیستم ایمنی به سیستم عصبی مرکزی (CNS)، در یک موش آزمایشگاهی مبتلا به مالتیپل اسکلروزیس (MS)، شرح داده‌اند.
پروفسور لاتز بیان می‌کند که در ام‌اس، سلول‌های ایمنی قادر به تخریب بافت عصبی هستند؛ چون می‌توانند از جریان خون به مغز و نخاع وارد شوند. وی افزوده است، شناسایی نحوه‌ی عبور این سلول‌ها از سد خونی-مغزی، به یافتن درمانی برای جلوگیری از این عبور مخرب کمک زیادی خواهد کرد.
جریان خون، مواد غذایی ضروری، اکسیژن، سلول‌های مختلف و سایر مواد موردنیاز را به تمام قسمت‌های بدن از جمله CNS حمل می‌کند. CNS شامل مغز، نخاع و اعصاب بینایی می‌شود.
سد خونی-مغزی و اتصالات محکم (Tight Junction)
به علت وظایف مهم و حیاتی CNS، این سیستم نسبت به سایر بخش‌های بدن، سطح حفاظتی بالاتری دارد. شلیک نورون‌ها، مسیر عبوری سیگنال‌های کنترل‌کننده‌ی حرکات، کنترل صحبت کردن و حمل اطلاعات حواس مختلف از جمله کارهای CNS هستند.
یکی از مواردی که به مغز و نخاع امکان کنترل ورود و خروج سلول‌های مختلف خونی، یون‌ها و مولکول‌ها را می‌دهد، اتصالات محکم بین سلول‌های اندوتلیال عروق خونی CNS است. از این اتصالات محکم، که عروق خونی CNS را تقریبا نفوذناپذیر می‌کنند، با عنوان Tight junction یاد می‌شود. این اتصالات محکم ناشی از ترکیبات پیچیده‌ی پروتئینی هستند که سلول‌های اندوتلیال را به هم می‌چسبانند.
بر خلاف عروق مغزی، اتصالات بین سلول‌های اندوتلیال عروق سایر ارگان‌ها، ضعیف‌تر و شل‌تر است. این اتصالات ضعیف‌تر و شل‌تر، محدودیت کمتری را برای عبور مواد و سلول‌های مختلف ایجاد می‌کنند.
ام‌اس، یک بیماری خودایمنی CNS
ام‌اس یک بیماری خودایمنی مزمن است که در آن سلول‌های ایمنی لایه‌ی چربی اطراف آکسون‌ها را در CNS بیگانه تلقی کرده و به آن‌ها حمله می‌کنند. این لایه‌ی چربی اطراف سلول‌های عصبی، میلین (Myelin) نام دارد. این غلاف لیپیدی از ایمپالس‌های عصبی که اطلاعات را بین CNS و سایر بخش‌های بدن مبادله می‌کنند، محافظت می‌کند. ماهیچه‌های حرکتی و حواس مختلف از جمله این بخش‌ها هستند.
به یاد داشته باشید که در ام‌اس، سلول‌های ایمنی، علاوه بر غلاف میلین، می‌توانند آکسون‌های آن‌ها را هم تخریب کنند.
دراین بیماری، تخریب میلین در نواحی متعددی از CNS رخ می‌دهد. این تخریب‌ها تبدیل به زخم شده و نهایتا بافت اسکار یا اسکلروز را ایجاد می‌کنند. تشکیل اسکلروز در نواحی مختلف بیان‌گر نام بیماری است.
بسته به اینکه تخریب میلین در کدام نواحی CNS رخ دهد، ام‌اس می‌تواند عوارض مختلفی داشته باشد. این عوارض می‌توانند شامل موارد زیر باشند:
- کاهش بینایی
- کوری
- مشکل در تمرکز و به یادآوری اطلاعات مختلف
- عدم هماهنگی
- مشکلات تعادل
- خستگی مفرط
- فلجی
- بی‌حسی و کرختی
- رعشه بدن
- اختلال در تکلم
لازم به یادآوری است که عوارض ام‌اس محدود به موارد گفته شده نیستند.
این علائم ممکن است شدت یابند، سپس ناپدید شوند و پس از مدتی دوباره عود کنند. یا اینکه ممکن است باقی مانده و رفته‌رفته تشدید یابند.
ام‌اس معمولا در افراد ۲۰ تا ۵۰ ساله تشخیص داده می‌شود اما می‌تواند هر فردی در هر حوزه‌ی سنی را تحت‌تاثیر قرار دهد. تخمین زده می‌شود در آمریکا حدود ۱ میلیون نفر به MS مبتلا هستند.
اتصالات محکم تخریب‌شده
محققان در تلاش برای یافتن علت ام‌اس، فهمیده‌اند دو نوع از گلبول‌های سفید به نام‌های Th1 و Th17 در روند تخریب غلاف میلین حفاظت‌کننده آکسون‌های سلول‌های عصبی در CNS دخیلند. تا قبل از این مطالعه، نحوه‌ی عبور سلول‌های ایمنی از سد خونی-مغزی و ورودشان به CNS هنوز مشخص نشده بود.
برای تحقیق در این مورد، پروفسور Lutz و همکارانش سد خونی-مغزی را در دو گروه موش‌های سالم و موش‌های مبتلا به بیماری خودایمنی انسِفالومیلیت (EAE) مطالعه کردند.
در مطالعات MS موش‌های مبتلا به EAE اغلب به عنوان مدل‌های حیوانی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
برای فهمیدن اینکه سلول‌های ایمنی Th1 و Th17 چگونه از سد خونی-مغزی عبور می‌کنند، محققان اتصالات محکم (Tight Junction) موجود در دیواره‌ی عروق خونی را با پروتئینی فلوئورسنت علامت‌گذاری (label) کردند.
دانشمندان به دنبال این مطالعه فهمیدند اتصالات محکم تشکیل‌دهنده‌ی سد خونی-مغزی در موش‌های مبتلا به MS، هنگام وجود سلول‌های Th17 در CNS، به شدت تخریب شده بودند.
به نظر می‌رسد این آسیب رخ داده در اتصالات محکم دیواره‌ی عروق، در مراحل بسیار اولیه‌ی بیماری اتفاق می‌افتد.
عبور از سلول‌های اندوتلیال
حدود ۳ روز پس از مشاهده‌ی تخریب صورت گرفته در حضور سلول‌های Th17، محققان مشاهده کردند که سلول‌های Th1 به غلاف میلین حمله کرده و در حال تخریب نورون‌ها هستند. اما این سلول‌های Th1 برای دسترسی به CNS از تخریب و آسیب اتصالات محکم استفاده نمی‌کنند.
این سلول‌ها مکانیسم دیگری برای رسیدن به CNS دارند. سلول‌های Th1 برای عبور از سد خونی-مغزی از خود سلول‌های اندوتلیال عبور می‌کنند.
ظاهرا سلول‌های Th1 برای عبور از سلول‌های اندوتلیال از حفرات یا شکاف‌های کوچکی به نام “کاوِئول” (Caveolae) استفاده می‌کنند. کاوئول‌ها شکاف‌ها و حفرات کوچکی هستند که در سطح تمام سلول‌ها از جمله سلول‌های اندوتلیال وجود دارند و برای انتقال مواد مختلف به داخل یا خارج سلول‌ها استفاده می‌شوند.
دانشمندان برای اطمینان از صحت این یافته موش‌های مبتلا به MS ولی فاقد کاوئول را پرورش دادند. در CNS این موش‌ها، سلول‌های Th1 تقریبا وجود نداشت.
دانشمندان در این مطالعه مطمئن شدند سلول‌های Th1 برای عبور از سد خونی-مغزی CNS به کاوئول‌های سطح سلول‌های اندوتلیال عروق خونی نیاز داشتند.
پروفسور لاتز توضیح می‌دهد این اولین باری است که در موجودات زنده آن‌ها دو نوع سلول ایمنی را مشاهده می‌کنند که با دو مکانیسم متفاوت از سد خونی-مغزی رد شده و خود را به میلین و آکسون‌ها می‌رسانند.
وی در انتها گفته است:
اکنون که ما می‌دانیم این سلول‌ها چگونه خود را به نورون‌ها می‌رسانند، خواهیم توانست داروها یا مولکول‌هایی را طراحی کنیم تا در این مکانیسم‌ها اختلال ایجاد کرده و آن‌ها را متوقف کنند. با این کار هم می‌توان به درمان ام‌اس امیدوار بود و هم از بروز آن پیشگیری کرد.
