Инфекция во время беременности матери может отразиться на аутизме потомства
Представители Гарвардской медицинской школы и Массачусетского технологического института, работая с моделями мышей, возможно, нашли между инфекцией беременной женщины и выработкой иммунной системой молекулы интерлейкина-17a (IL-17a), что может не только изменить развитие мозга плода, но и изменить его микробиом таким образом, что после рождения иммунная система новорожденного может подготовиться к будущим воспалительным процессам в организме.
В ходе четырех исследований, начатых в 2016 году, соавторы исследования Глория Чой из Массачусетского технологического института и Джун Ху из Гарварда проследили, как повышенный уровень IL-17a во время беременности воздействует на нейронные рецепторы в определенной области мозга плода, изменяя развитие, что приводит к аутизмоподобным поведенческим симптомам в мышиных моделях. Новое исследование, опубликованное 7 декабря в журнале Immunity, показывает, как IL-17a может действовать, чтобы также изменить траекторию развития иммунной системы.
"Мы показали, что IL-17a, действуя на мозг плода, может вызывать аутистически-подобные поведенческие фенотипы", - сказал Чой, Марк Хайман мл. доцент по развитию карьеры в Институте обучения и памяти Пиковера и на факультете мозга и когнитивных наук Массачусетского технологического института. "Теперь мы показали, что тот же IL-17a у матерей, благодаря изменениям в микробиоме, вызывает сопутствующие симптомы, такие как усиление иммунной системы"
Исследователи предупреждают, что результаты исследования еще предстоит подтвердить на людях, но проблемы центральной нервной и иммунной систем у людей с расстройствами аутистического спектра имеют общую экологическую причину: инфекция, перенесенная матерью во время беременности.
"До сих пор не было механистического понимания того, почему у пациентов с нейроразвивающими расстройствами наблюдается дисрегуляция иммунной системы", - говорит Ху, доцент иммунологии в Гарвардской медицинской школе. "Мы связали эти разрозненные звенья воедино. Возможно, причина в том, что во время беременности они были подвержены усилению воспаления".
Исследовательская группа впервые подтвердила, что материнская иммунная активация (MIA) приводит к повышенной восприимчивости к воспалению кишечника у потомства, введя беременным мышам поли (I:C), вещество, имитирующее вирусную инфекцию. Их потомство, но не потомство матерей из контрольной группы, не подвергшихся воздействию, проявило симптомы, похожие на аутизм, как и ожидалось, а также воспаление кишечника при воздействии других воспалительных стимулов.
В то время как отклонения в нейроразвитии, которые отследила команда, происходят, когда плод еще находится в утробе матери, было неясно, когда развиваются измененные иммунные реакции. Чтобы выяснить это, команда поменяла детенышей мышей местами при рождении: детенышей, родившихся у матерей с MIA, воспитывали контрольные матери, а детенышей, родившихся у контрольных матерей, воспитывали матери с MIA.
Авторы исследования вырастили новую группу самок мышей в "безмикробной" среде, то есть без микробов внутри или на теле. Затем ученые пересадили кал от матерей с МИА или контрольных матерей этим безмикробным матерям и скрестили их с самцами. В отличие от контрольной группы, у щенков, родившихся от матерей, которым был пересажен кал от MIA, наблюдалось воспаление кишечника. Эти результаты показали, что измененный микробиом матерей с МИА приводит к иммунной подготовке потомства.
Среди заметных различий в реакции кишечного воспаления, измеренных командой, было увеличение выработки IL-17a Т-клетками иммунной системы. IL-17a - это тот самый цитокин, уровень которого повышен у матерей с ММА. Когда ученые изучили Т-клетки потомства, подвергшегося воздействию MIA-микробиома, в сравнении с контрольным потомством, они обнаружили, что у потомства, подвергшегося воздействию MIA, CD4 Т-клетки чаще дифференцируются в Th17-клетки, которые выделяют IL-17a.
Это побудило их обратить внимание на возможные различия в том, как CD4 T-клетки разных групп транскрибируют свои гены. CD4 Т-клетки, подвергшиеся воздействию MIA-микробиома, демонстрировали более высокую экспрессию генов активации Т-клеток, что говорит о том, что они были более подготовлены к Т-клеточно-зависимым иммунным реакциям в ответ на инфекции.
"Таким образом, повышение уровня IL-17a у матерей во время беременности приводит к предрасположенности к выработке большего количества IL-17a у потомства в ответ на иммунный вызов", - сказала Чой.
Установив, что иммунная система потомства может неправильно стимулироваться под воздействием измененного микробиома матери, которая была инфицирована во время беременности, оставался вопрос о том, как этот микробиом становится измененным в первую очередь. Подозревая наличие IL-17a, команда проверила действие антител, блокирующих этот цитокин.
Когда они блокировали IL-17a у матерей до иммунной активации, у их потомства не наблюдалось воспаления кишечника в более позднем возрасте. Это также подтвердилось, когда исследователи повторили эксперимент по пересадке стула MIA свободным от микробов мамам, на этот раз включая стул от MIA-мам с блокаторами IL-17a. И снова блокирование IL-17a на фоне материнской инфекции привело к формированию микробиома, который не искажал иммунную систему потомства.
По словам Хуха, полученные результаты свидетельствуют о том, что воздействие окружающей среды во время беременности, например, инфекция, может иметь долгосрочные последствия для здоровья потомства, и эта проблема всегда существовала, но может быть усугублена пандемией COVID-19. По его словам, необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить долгосрочные последствия для детей, родившихся от матерей, инфицированных SARS-Cov-2.
Чой добавил, что возникающие связи между воспалением и нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера, также могут потребовать дальнейшего изучения, учитывая полученные командой результаты о том, как материнская инфекция может привести к усилению воспаления у потомства.
