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La ricerca mostra come l'interazione fra nervoso ed i sistemi immunitari si presenta nelle infezioni del polmone

Quando l'organismo sta combattendo l'infezione, il sistema immunitario dà dei calci a nella marcia alta. Ma la prova emergente suggerisce la partecipazione di un altro, piuttosto sorprendente, giocatore in questo trattamento: il sistema nervoso.

Nuova ricerca dalla facoltà di medicina di Harvard, condotta in mouse, manifestazioni appena come l'interazione fra il nervoso ed i sistemi immunitari si presenta nelle infezioni micidiali del polmone; una bugna allettante in un'interazione complessa fra due sistemi considerati tradizionalmente come disconnessi.

I risultati, pubblicati il 5 marzo nella medicina della natura, rivelano che i neuroni che portano i segnali del nervo a e dai polmoni sopprimono la risposta immunitaria durante l'infezione con lo staphylococcus aureus, un batterio che sta sviluppandosi sempre più impermeabile agli antibiotici ed è emerso mentre un uccisore superiore dei pazienti ospedalizzati, che spesso immunocompromised ed indeboliti globalmente.

I risultati, i ricercatori hanno detto, suggeriscono che quello mirare al sistema nervoso potrebbe essere un modo amplificare l'immunità e possa collocare la fase per lo sviluppo degli approcci nonantibiotic alle infezioni batteriche tenaci dell'ossequio.

“Con l'emergenza rapida degli organismi resistenti alla droga, quale stafilococco meticillina-resistente - aureo, gli approcci nonantibiotic a trattare le infezioni batteriche sono irritato necessari,„ ha detto il investigatorIsaac senior Chiu, assistente universitario di studio nel dipartimento di microbiologia e del Immunobiology alla facoltà di medicina di Harvard. “Mirare al sistema nervoso per modulare l'immunità e trattare o impedire queste infezioni ha potuto essere una tale strategia.„

I neuroni sensoriali svolgono un ruolo protettivo percependo gli stimoli avversi ed avvisando l'organismo che qualcosa è storto. Nei polmoni, le proiezioni dei neuroni individuano la pressione meccanica, l'infiammazione, i mutamenti di temperatura e la presenza di irritanti chimici, quindi inviano un avviso al cervello; una notifica che può venire sotto forma di dolore, di riduzione della galleria di ventilazione o di tosse che espelle gli agenti o le particelle nocivi dalle gallerie di ventilazione.

Ma il nuovo studio rivela che quando i polmoni del mouse sono invasi dai batteri dello stafilococco, questi neuroni del guardiano interferiscono con la capacità dell'organo di fare fronte all'infezione. Specificamente, diminuiscono la capacità dei polmoni di radunare parecchi tipi di celle di malattia-combattimento in risposta all'infezione. Una serie di esperimenti eseguiti in mouse ha rivelato quella che rende non validi questi neuroni ha promosso l'assunzione delle cellule immuni, ha aumentato la capacità dei polmoni di rimuovere i batteri ed ha amplificato la sopravvivenza in mouse stafilococco-infettati.

I risultati, i ricercatori hanno detto, suggeriscono che le classi differenti di neuroni sensoriali possano partecipare alla repressione o a promuovere della risposta immunitaria. Un'altra possibilità è che gli agenti patogeni sicuri possono evolversi per dirottare e sfruttare una via immunosopressiva al loro vantaggio; un meccanismo di sopravvivenza per alcune classi di batteri contagiosi, ha detto il co-author Stephen Liberles, professore di studio di biologia cellulare alla facoltà di medicina di Harvard.

L'interesse del gruppo nell'interferenza fra i sistemi immuni e nervosi proviene dal lavoro recente condotto da Chiu e dai colleghi. La ricerca più iniziale di Chiu ha indicato che quando le cellule nervose individuano gli invasori batterici, producono il dolore durante l'infezione. L'altra ricerca ha rivelato la partecipazione del sistema nervoso ai modelli animali di asma allergica.

Il gruppo ha sospettato che le cellule nervose avrebbero svolto un ruolo protettivo nelle infezioni batteriche amplificando la risposta immunitaria per proteggere i polmoni, ma gli esperimenti hanno rivelato l'esatto di fronte a. Molto con la loro sorpresa, gli scienziati ha trovato che i neuroni hanno inumidito l'immunità del polmone ed ha peggiorato i risultati in mouse con polmonite batterica. Per determinare come le cellule nervose pregiudicano l'immunità, gli scienziati i neuroni geneticamente o chimicamente resi non validi del polmone ed allora confrontato l'attività di parecchi tipi di celle immuni hanno compreso nella protezione di infezione. Egualmente hanno riflesso la sopravvivenza animale ed hanno approntato le misure fisiologiche quali la temperatura corporea ed il numero dei batteri nei polmoni. In una serie di esperimenti iniziale, i ricercatori hanno iniettato i mouse; metà con i neuroni intatti e metà con i neuroni chimicamente resi non validi; con i batteri resistenti alla droga dello stafilococco. Rispetto ai mouse con i ricevitori intatti del nervo, i mouse con i neuroni resi non validi hanno gestito meglio le loro temperature corporee, harbored 10 volte meno batteri in loro polmoni 12 ore dopo l'infezione ed erano contrassegnato più capaci del superamento e della sopravvivenza dell'infezione. Sedici di 20 mouse con i neuroni intatti hanno soccombuto all'infezione. Al contrario, 17 di 18 mouse con i neuroni resi non validi sono sopravvissuto a.

I polmoni dei mouse con neuroni geneticamente o chimicamente resi non validi erano egualmente migliori ai neutrofili di reclutamento; le truppe del agente-combattimento dell'organismo che forniscono le prime risposte durante le infezioni divorando i batteri malattia-causanti. Questi mouse hanno radunato quasi due volte altrettanti neutrofili dilimitazione come ha fatto mouse con i neuroni intatti. Ma i neutrofili in questi animali non erano semplicemente più numerosi. Erano egualmente più agili e più efficienti nella loro prestazione. Come misura dell'agilità, i ricercatori hanno confrontato come i neutrofili in entrambi i gruppi riusciti per sorvegliare i capillari di sangue del polmone; un'abilità chiave che permette che queste celle scandiscano per la presenza di agenti patogeni malattia-causanti. I neutrofili in animali con i neuroni chimicamente resi non validi hanno strisciato più lontano, riguardando le maggiori distanze. Erano egualmente più appiccicose e così più capaci di aderenza alle pareti dei vasi sanguigni, il sito del loro atto agente-inghiottire.

“Abbiamo osservato una differenza vistosa nella presenza del neutrofilo e comportamento fra i due gruppi,„ ha detto Pankaj Baral, un ricercatore nella microbiologia e nel immunobiology alla facoltà di medicina di Harvard ed al primo autore sullo studio. “I neutrofili in mouse con i neuroni resi non validi erano semplicemente migliori a fare il loro processo.„

Ulteriormente, i mouse con i neuroni resi non validi marshaled più efficientemente parecchi tipi di citochine, segnalanti le proteine che regolamentano l'infiammazione, l'infezione e lo spazio batterico. In animali con i neuroni resi non validi, i livelli di queste celle infiammatorie si sono arrampicati e si abbassati molto più velocemente, indicando che questi mouse erano capaci di montaggio della più risposta immunitaria rapida nelle fasi iniziali di infezione.

Per contro, i mouse con i neuroni intatti indicati hanno soppresso la funzione nella classe A di celle immuni protettive conosciute come le celle di T di delta di gamma, un tipo di globulo bianco protettivo trovato principalmente nei tessuti della barriera che allineano vari organi, compreso i polmoni. Una serie di esperimenti definitiva rivelatori appena come i neuroni hanno soppresso l'immunità. I ricercatori hanno osservato che una molecola immune di segnalazione ha rilasciato localmente dai neuroni; un neuropeptide conosciuto come CGRP-; contrassegnato è stato aumentato in mouse con i ricevitori intatti del neurone durante l'infezione ma assente in mouse con i neuroni resi non validi. I ricercatori hanno osservato che la versione di questa molecola ha interferito con la capacità dei polmoni di convocare i neutrofili, le citochine e le celle di T immunoprotective di delta di gamma. Gli esperimenti nei piatti del laboratorio hanno rivelato che CGRP ha interrotto la capacità delle cellule immuni di uccidere i batteri. Quando i ricercatori hanno bloccato la produzione di CGRP in animali vivi infettati con stafilococco, questi mouse hanno mostrato una capacità migliorata di combattere l'infezione.

Catturati insieme, questi risultati indicano che i neuroni del polmone permettono alla versione di CGRP durante le infezioni del polmone e che bloccare l'attività di CGRP migliora la sopravvivenza nella polmonite batterica.

“La delineazione tradizionale fra nervoso ed i sistemi immunitari sta ottenendo confusa ed i nostri risultati sottolineano l'idea che interferenza di questi due sistemi per regolamentare funzione di ciascuno,„ Chiu ha detto. “Mentre ci muoviamo in avanti, gli immunologi dovrebbero ritenere di più al ruolo del sistema nervoso ed i neuroscenziati dovrebbero ritenere di più al sistema immunitario.„