Natur: Å fremme IL-17a-produksjon kan forbedre atferdssymptomer på autisme

I mange år har noen foreldre lagt merke til at deres autistiske barn har redusert atferdssymptomer når de har feber. I løpet av de siste 15 årene har minst to storstilt studier dokumentert dette fenomenet, men det er uklart hvorfor feber har denne effekten.

I en ny studie har forskere fra Massachusetts Institute of Technology og Harvard Medical School avslørt de cellulære mekanismene bak dette fenomenet. I en studie av mus fant de at ved visse infeksjoner ble et immunmolekyl kalt IL-17a frigitt og hemmet en liten del av hjernebarken. Folk har tidligere funnet ut at denne hjerneområdet og mus er assosiert med underskudd i sosial atferd. Relaterte forskningsresultater ble nylig publisert i tidsskriftet Nature med tittelen 0010010 quot; IL-17a fremmer omgjengelighet i musemodeller for nevroutviklingsforstyrrelser 0010010 quot ;. Tilsvarende forfattere av papiret er Gloria Choi, assisterende professor i hjerne- og kognitiv vitenskap ved MIT, og Jun Huh, assisterende professor i immunologi ved Harvard Medical School. De første forfatterne av papiret er MIT-studenten Michael Douglas Reed og MIT-postdoktor Yeong Shin Yim.

Bilde fra Nature, 2019, doi: 10. 1038 / s41586-019-1843-6.

Choi sa, 0010010 quot; Folk [i autisme] har observert dette fenomenet, som er veldig vanskelig å forstå. Jeg tror det er 0010010 # 39; s fordi vi ikke 0010010 # 39; ikke kjenner mekanismen. I dag gjøres dette feltet, inkludert laboratoriet mitt, for å demonstrere hvordan det fungerer, fra immunceller og molekyler til reseptorer i hjernen, og hvordan disse interaksjonene fører til atferdsendringer. 0010010 quot; Choi sier at selv om funn gjort hos mus er ikke alltid oversettbare. En behandling for mennesker, men denne forskningen kan hjelpe med å guide utviklingen av strategier for å redusere atferdssymptomer på autisme eller andre nevrologiske lidelser.

Immuneffekt

Choi og Huh har tidligere undersøkt andre koblinger mellom betennelse og autisme. Hos 2016 fant de ut at mus som ble født til alvorlig infiserte kvinner under graviditet, hadde større sannsynlighet for atferdssymptomer som nedsatt sosial evne, repetitiv atferd og unormal kommunikasjon. De fant at dette var forårsaket av eksponering for mødre IL - 1 7a, noe som forårsaket feil i spesifikke hjerneregioner for å utvikle embryoer. Dette hjerneområdet, kalt den primære somatosensoriske cortex dysgranular zone (S 1 DZ), er en del av den somatosensoriske cortex og antas å være ansvarlig for å føle menneskekroppens plassering i rommet.

0010010 quot; Immunaktivering hos mor 0010010 # 39; kropp kan forårsake veldig spesifikke kortikale defekter, og disse feilene kan føre til unormal atferd hos avkom, 0010010 quot ; Sa Choi.

En sammenheng mellom infeksjon under graviditet og barndomsautisme har også blitt funnet hos mennesker. En 2010 studie av alle barn født i Danmark mellom 1980 og 2005 fant at alvorlige virusinfeksjoner i første trimester av svangerskapet tredoblet risikoen for autisme hos barn, mens de var i alvorlige bakterieinfeksjoner hos andre trimester av svangerskapet er assosiert med en 1. 42 ganger økning i risikoen for autisme. Disse infeksjonene inkluderer influensa, viral gastroenteritt og alvorlige urinveisinfeksjoner.

I den nye studien henviste Choi og Huh oppmerksomheten til den ofte rapporterte koblingen mellom feber og reduserte autismesymptomer.

0010010 quot; Vi vil vite om vi kan reprodusere dette fenomenet ved hjelp av en musemodell for nevroutviklingsforstyrrelse. Når dette fenomenet er observert hos dyr, kan vi utforske mekanismen, 0010010 quot; Sa Choi.

Forskerne studerte først mus som viste atferdssymptomer når de ble utsatt for betennelse under graviditet. De injiserte musene med en bakteriekomponent kalt lipopolysaccharide (LPS), som forårsaker feberespons, og fant ut at musene 0010010 # 39; s sosiale interaksjon midlertidig gikk tilbake til normale nivåer.

Ytterligere eksperimenter viste at disse musene under betennelse produserer IL - {{1}} 7a, som binder seg til reseptorer i S {{1}} DZ, som er området i hjernen som opprinnelig ble påvirket av mors betennelse. IL - {{1}} 7a reduserer nevral aktivitet i S {{1}} DZ, noe som gjør disse musene midlertidig mer interessert i sosiale interaksjoner med andre mus.

Hvis forskerne hemmet IL-17a eller slo ut IL-17a-reseptoren, ville denne symptomomvendingen ikke forekomme. De fant også at bare å øke kroppstemperaturen til disse musene ikke hadde noen innvirkning på atferden, noe som ytterligere bekreftet at IL-17a er nødvendig for å reversere atferdssymptomer.

0010010 quot; Dette viser at immunsystemet bruker molekyler som IL-17a for å snakke direkte med hjernen, og faktisk kan det fungere som en nevromodulator, og forårsake disse atferdsendringene. Studien vår gir et annet eksempel på immunsystem Hvordan systemet regulerer hjernen. 0010010 quot;

Dan Littman, professor i immunologi ved New York University i USA (ikke involvert i den nye studien), sa, 0010010 quot; Det fine med denne artikkelen er at den viser at denne effekten på atferd ikke er nødvendigvis resultatet av feber, men cellene som er produsert. Resultat av faktorer. Økende bevis tyder på at sentralnervesystemet, i det minste hos pattedyr, i noen grad avhenger av cytokinsignalering under utvikling eller til forskjellige tider etter fødselen. 0010010 quot;

Atferdseffekt

Forskerne utførte deretter de samme eksperimentene i tre andre musemodeller av nevrologisk sykdom. Disse musene manglet gener assosiert med autisme og lignende sykdommer - Shank {{1}}, Cntnap 2 eller Fmr 1. Disse musene oppdaget sosiale atferdsunderskudd som ligner de som ble utsatt for betennelse i livmoren, selv om symptomene deres hadde forskjellig opprinnelse.

Injeksjon av lipopolysakkarider i disse musene produserte betennelse, men hadde ingen effekt på deres oppførsel. Forskerne fant at betennelse ikke stimulerte IL-17a-produksjonen hos disse musene. Imidlertid, hvis de injiserte IL-17a i disse musene, forbedret deres atferdssymptomer.

Dette antyder at mus utsatt for betennelse under graviditet til slutt vil gjøre immunforsvaret mer sannsynlig å produsere IL-17a i påfølgende infeksjoner. Choi og Huh har tidligere oppdaget at tilstedeværelsen av visse bakterier i tarmen også kan utløse IL-17a-responsen. De undersøker nå om de samme bakteriene som er til stede i tarmen forårsaker reversering av LPS-induserte symptomer på sosial atferd de oppdaget i denne nye studien.

Huh sa, 0010010 quot; Overraskende nok kan oppdagelsen av det samme immunmolekylet, IL-17a, ha motsatt effekt i forskjellige situasjoner: når det brukes som en utviklende fosterhjerne, fremmer det autisme sykdomsliknende oppførsel; det forbedrer autismelignende atferd når den regulerer nevral aktivitet i den voksne mushjerne. Dette er hvor komplisert vi prøver å forstå. 0010010 quot;

Choi 0010010 # 39; s laboratorium undersøker også om noe annet immunmolekyl annet enn IL-17a kan påvirke hjernen og atferden.

0010010 quot; Denne kommunikasjonen er fascinerende, 0010010 quot; sa Choi. 0010010 quot; Immunsystemet sender messenger-molekylene direkte til hjernen, der de fungerer som hjernemolekyler, og endrer hvordan nevrale kretsløp fungerer og hvordan atferd dannes. (Bioon.com)