У надзвичайній ситуації мозок впускає в себе зовнішні імунні клітини, які збираються в пошкодженому місці і починають займатися прибиранням.
Прибиранням мертвих клітин, уламків мембран та іншого сміття у нас займаються спеціальні імунні клітини макрофаги - все непотрібне вони в прямому сенсі поїдають, тобто захоплюють клітинними виростами, занурюють всередину себе і перетравлюють. (До речі, поїдають вони не тільки залишки мертвих клітин, але і цілком живих бактерій, ракові клітини і взагалі все, що викликає підозру.) Макрофаги активно переміщуються в пошуках чого б з'їсти, і в нашому тілі немає такого місця, де б їх не було. Є вони і в мозку, тільки тут клітини типу макрофагів називаються мікроглією, причому в мозку вони не тільки стежать за чистотою, але і редагують нейронні ланцюжки.
При хворобі макрофагів стає більше - вони приходять до вогнища запалення з кісткового мозку. І в мозку відбувається те ж саме: при хворобі Альцгеймера, при інсульті, при розсіяному склерозі клітин-прибиральників в ньому стає більше. Але, можливо, те збільшення числа макрофагів в осередку хвороби - це лише результат перегрупування клітин всередині мозку? І, можливо, макрофаги ззовні в мозок взагалі не проникають, і він в будь-якій ситуації намагається обходитися тільки власною мікроглією? Зрештою, багато хто чув, що в кровоносних судинах мозку є так званий гематоенцефалічний бар'єр з дуже, дуже виборчою проникністю, який не дає проникнути в мозок багатьом молекулам і клітинам, що плавають у крові.
Дослідники з Боннського університету, Університету Ієни та їхні колеги з інших наукових центрів Німеччини і США знайшли спосіб позначити у мишей стовбурові клітини червоного кісткового мозку, які виробляли макрофаги. Клітини постачали геном, який кодував флуоресцентний білок і який активувався під дією певної речовини. Включаючи ген флуоресцентного білка в той чи інший період життя миші, можна було побачити, як поширюються по тілу макрофаги, народжені кістковому мозку.
Якби в мозку були імунні клітини, що прийшли ззовні, це можна було б побачити за їх світінням. Але, як говориться в статті в Nature Neuroscience, у звичайних, здорових мишей мозок не світився - тобто йому вистачало тих макрофагів, що у нього була. Як вже було сказано, такі макрофаги, що постійно живуть (або резидентні), є у всіх тканинах (тільки в мозку вони називаються мікроглією), і ще раніше тим же дослідникам вдалося показати, що перші з цих імунних клітин приходять на свою територію ще під час ембріонального розвитку і далі обходяться своїми силами. Макрофаги вміють самі ділитися, і більш нові клітини поступово заміщають старі, не потребуючи підкріплення з кісткового мозку - і в мозку відбувається те ж саме, що і в інших органах.
Але в разі чогось надзвичайного підкріплення все-таки з'являється. Коли мишам у досвіді влаштовували інсульт, то хворий мозок починав світитися новими макрофагами, які прийшли з кісткового мозку. Спочатку їх можна було знайти як в живій, так і в мертвій нервовій тканині, але через кілька днів всі імунні клітини - «прибульці» угруповалися тільки в мертвих зонах, де потрібно було прибрати загиблі нервові клітини.
Також вдалося показати важливість одного з генів, який допомагає імунним клітинам йти туди, куди потрібно, і прибирати те, що потрібно. Це ген Cxcr4, який кодує один з поверхневих рецепторів. Якщо у макрофагів його вимикали, то, по-перше, їх після інсульту приходило в мозок менше звичайного, а по-друге, макрофаги ніяк не могли згрупуватися в потрібному місці - багато з них залишалися в здорових ділянках мозку, де їх допомога була не потрібна. Нарешті, у макрофагів з вимкненим рецептором Cxcr4 залишалися малоактивними гени, які допомагають хворої тканини впоратися з ушкодженнями, і одночасно у них занадто активувалися гени, стимулюючі запалення - що не дуже добре, оскільки запалення б'є по здоровим клітинам.
Якщо говорити про практичні висновки, то можна сказати, що для ефективного відновлення після інсульту потрібно стежити за тим, як працює імунітет: з одного боку, в мозку повинні з'явитися клітини-помічники, які приберуть молекулярно-клітинне сміття, з іншого боку, ці помічники повинні працювати тільки там, де потрібно, тримаючи запальну реакцію під контролем. Можливо, за допомогою якихось речовин, що дозволяють керувати макрофагами, можна буде в перспективі значно прискорювати післяінсультне відновлення мозку.