Immunfehérjék az agyban

A Princeton University és a University of California-San Diego kutatói kimutatták, hogy az immunrendszer részét képező, a saját és az idegen elkülönítését végző fő hisztokompatibilitási komplex (Major Histocompatibility Complex - MHC) 1-es típusú fehérjéje (MHC1) az idegrendszerben a szinapszisok számának szabályozásában vesz részt. A Journal of Neuroscience című szaklapban megjelent tanulmány (MHC Class I Limits Hippocampal Synapse Density by Inhibiting Neuronal Insulin Receptor Signaling) szerzői szerint az MHC1 meglepő módon szerepet játszhat többféle agyi betegség, így az autizmus, az Alzheimer-kór vagy a 2-es típusú diabétesz kialakulásában.

Ismert, hogy az MHC1 szerepe az immunrendszerben az antigénprezentáció: az MHC1-fehérjék pathogénekből és ráksejtekből származó fehérjedarabkákat mutatnak fel a T-sejteknek, amelyek aztán beindítják a szervezet védekező reakcióit. Pár éve már az is kiderült, hogy az agyban az MHC1 molekulák limitálják a szinapszisdenzitást, ezzel lehetővé teszik, hogy azok megfelelő számban legyenek jelen, azonban ennek mechanizmusa eddig nem volt ismert. Most kiderült, hogy az MHC1 az agyban az inzulinreceptorokat gátolja – az inzulin az agyban serkenti a szinapszisok keletkezését.

A tanulmány vezető szerzője, Lisa Boulanger az EurekAlert!-nek elmondta: mivel az NHC1 szerepe az agyban a megfelelő inzulinjelátvitel, ennek révén pedig a megfelelő szinapszisdenzitás biztosítása, elképzelhető, hogy aktivitásának változása szerepet játszik az autizmus, az Alzheimer-kór vagy a 2-es típusú diabétesz kialakulásában.

2-es és 3-as típusú diabétesz

Az Alzheimer-kóros betegek agyában olyan mérvű inzulinrezisztencia alakul ki, ami miatt a betegséget újabban 3-as típusú diabétesznek is nevezik. Most pedig kiderült: az MHC1 zavarai hozzájárulhatnak az inzulinrezisztencia kialakulásához.Boulanger kifejtette: „A 2-es típusú diabéteszt már eddig is összekapcsoltuk a krónikus gyulladás kialakulásával, azonban nem értettük a kapcsolat mögött álló mechanizmust. Eredményeink azt sugallják, hogy a gyulladás következtében létrejövő MHC-változás befolyásolja az inzulinjelátvitelt az agyban és talán a szervezet egyéb helyein is.”

A memória normális működéséhez szükséges a megfelelő MHC1-szint, azonban az MHC1-szint az Alzheimer-kóros betegek agyában drámai módon megváltozik, tette hozzá a molekuláris biológus professzorasszony, akinek egy tavalyi tanulmánya kimutatta, hogy azoknak a kísérleti állatoknak, amelyek egy genetikai módosítás következtében kevesebb működőképes MHC1-et termelnek, károsodik a hippokampusza – a memóriaképzésben szerepet játszó egyik agyterülete -, és súlyos memóriaproblémáik alakulnak ki (MHC class I immune proteins are critical for hippocampus-dependent memory and gate NMDAR-dependent hippocampal long-term depression; Learning and Memory).

Az Alzheimer-kóros betegek agyában megváltozik az MHC1-szint; a megváltozott MHC1-szint következtében pedig károsul a memória, csökken a szinapszisok száma, és neuronális inzulinrezisztencia alakul ki – valamennyi az Alzheimer-kór központi jelensége, teszi hozzá Boulanger.

Autizmus

Az autizmus és az MHC1 közötti kapcsolat is egyre nyilvánvalóbb. Az autista emberek egyes agyi területein a szokásosnál több szinapszis található, és egyes, az autizmus kialakulásában szerepet játszó gének a szinapszis-számot befolyásolják, leginkább az mTOR (mammalian target of rapamycin) jelátvivő fehérjére gyakorolt hatáson keresztül.

Vizsgálataik során Boulanger és munkatársai azt találták, hogy azokban a kísérleti állatokban, amelyekben csökkent az MHC1 szintje, megnövekszik az mTOR-útvonalon keresztüli inzulin-jelátvitel, aminek következtében több szinapszis keletkezik. Azaz az MHC1 és az autizmus kialakulásában szerepet játszó gének hatása az mTOR–szinapszis regulációs útvonalon kapcsolódik össze. Ez megmagyarázhatja azt a megfigyelést, miszerint a terhesség során bekövetkező gyulladás - ami módosítja a magzati agy MHC1-szintjét – az arra hajlamosokban fokozza az autizmus kialakulásának kockázatát. Az MHC1 szintjének növekedése ugyanis alapvetően fontos az anyai szervezet immunválaszának elindításában, azonban a növekvő MHC1-szint károsan befolyásolhatja a szinapszisok kialakulását a magzat agyában.

Boulangerék korábban azt is kimutatták, hogy a normális fejlődés során az MHC1 jelen van a magzati agyban (MHC class I protein is expressed by neurons and neural progenitors in mid-gestation mouse brain; Molecular and Cellular Neuroscience), illetve kielégítő működése alapvető a normális agyfejlődés során. Most az is kiderült, hogy milyen mechanizmus által jön létre hatása az idegrendszerben, illetve hogy működése nemcsak a magzati agyban, hanem az öregedő és kórosan működő agyban is alapvető.