Вчені: робота у нічну зміну сприяє появі запалення мозку

Збій в роботі біологічного годинника призводить до розвитку хронічного запалення і може спровокувати розсіяний склероз. У роботі, опублікованій в Nature Communications, дослідники показали, що вимкнення BMAL1 - основного білка, який контролює циркадні ритми, - в клітинах вродженого імунітету призводить до того, що останні починають продукувати прозапальні молекули. Це призводить до активації патогенних Т-лімфоцитів. Такі клітини здатні проникати в мозок і провокувати руйнування мієлінової оболонки нервів.

Порушення циркадних ритмів (біологічного годинника) може привести до безлічі розладів, від ожиріння до раку. Зокрема, нормальне функціонування імунітету регулюється периферійними внутрішньоклітинними годинами. Порушення їх роботи, наприклад, в моноцитах - циркулюючих в крові клітинах неспецифічної імунної відповіді - призводить до того, що клітини починають активно проникати в тканини і виробляти прозапальні інтерлейкіни (сигнальні молекули).

Цей ефект спостерігається не тільки на клітинному рівні - відомо, що люди, які працюють в нічну зміну, і мандрівники, часто вчиняють тривалі перельоти, схильні до підвищеного ризику захворювань, пов'язаних з хронічним запаленням. Молоді люди, що працюють позмінно, мають більш високі шанси захворіти на розсіяний склероз в дорослому віці.

Дослідники з Трініті-коледжу в Дубліні під керівництвом Енні Кертіс (Annie Curtis) прояснили, який механізм лежить в основі цього взаємозв'язку. Експерименти проводилися на мишах, схильних до розвитку аутоімунного енцефаломієліту (моделі розсіяного склерозу). В імунних клітинах мієлоїдної лінії (клітинах неспецифічного імунітету, що походять з кісткового мозку) - моноцитах, макрофагах і гранулоцитах - вимкнули білок BMAL1. Цей білок в парі з білком CLOCK є основною «шестерінкою» біологічного годинника. Періодичні коливання концентрації в клітці BMAL1-CLOCK визначають коливання експресії тисяч генів.

Вимкнення BMAL1 в мієлоїдних клітинах призвело до підвищення продукування останніми прозапального інтерлейкіну IL-1β та інтерферону-γ. Мутантні моноцити почали проникати через гематоенцефалічний бар'єр в головний і спинний мозок. Виділення клітинами неспецифічного імунітету прозапальних медіаторів призвело до появи патогенних Т-лімфоцитів, які почали атакувати клітини власного оточення. В результаті частота виникнення запалення мозку і тяжкість запалення у мишей істотно збільшилася.

Таким чином, порушення роботи біологічного годинника призвело до збою в роботі як вродженого, так і набутого імунітету, і розвитку аутоімунного захворювання, в даному випадку - розсіяного склерозу.