Reakcje odpornościowe samicy myszy przed zajściem w ciążę mogą przewidywać, jakie jest prawdopodobieństwo, że jej potomstwo będzie miało deficyty behawioralne, jeśli układ odpornościowy zostanie aktywowany w czasie ciąży. Odkrycia mogą pomóc ustalić, jaką rolę odgrywają poważne infekcje w czasie ciąży w rozwoju chorób, takich jak autyzm i schizofrenia.

Zarówno genetyka jak i czynniki ryzyka środowiskowego są uważane za odgrywające rolę w chorobach psychicznych, powiedziała profesor Kim McAllister, dyrektor Centrum Neuroscience.. Większość ciąż jest odporna. Chociaż ryzyko związane z matczyną aktywacją immunologiczną jest niskie, to może ułatwić drogę do podstawowych problemów, które prowadzą do schizofrenii lub autyzmu.

"Nie mamy jednoznacznej odpowiedzi na to, co powoduje te choroby", powiedziała. "Ale infekcja macierzyńska jest czynnikiem ryzyka, który, jak wiemy, przyczynia się do ich rozwoju. Dlatego też nasze badania koncentrują się na tym, jak przewidzieć, które ciąże są zagrożone i odkryć nowe sposoby interwencji i zapobiegania chorobom u potomstwa".

Jak powiedziała McAllister, pierwszy dowód na rolę zakażenia matki w zaburzeniach umysłowych i rozwojowych pochodzi z epidemii grypy w 1918 roku. Badania epidemiologiczne wykonane 15 do 20 lat później wśród dzieci, które w tym czasie były w ciąży, wykazały wzrost tych zaburzeń. Inne dowody pochodzą z badań na zwierzętach.

Model aktywacji immunologicznej myszy

Oprócz grypy, w aktywację odporności matek zaangażowany jest szereg różnych wirusów i bakterii. Tak więc efekt ten jest bardziej prawdopodobny z powodu reakcji matki na infekcje niż z powodu samego organizmu zakaźnego.

Aby odtworzyć to u myszy, zespół McAllister podaje ciężarnym myszom cząsteczkę zwaną kwasem poliinozynowym: policytydynowym, lub poli (I:C), która jest dwuniciowym RNA, materiałem genetycznym dla wielu wirusów, w tym grypy i koronawirusów. Układ odpornościowy rozpoznaje poli (I:C) jak wirusa i wywołuje natychmiastową reakcję zapalną, szczególnie uwalniając cząsteczkę zwaną interleukiną-6.

Myszy kontynuują ciążę, a gdy ich potomstwo osiągnie 2 miesiące życia, badacze testują je pod kątem zaburzeń zachowania.

Jedną z zalet pracy z myszami laboratoryjnymi jest to, że są one hodowane tak, aby były genetycznie bardzo podobne. Dzięki temu łatwiej jest dostrzec wpływ poszczególnych genów lub środowiskowych czynników ryzyka.

Kiedy jednak absolwentka Myka Estes próbowała leczyć myszy laboratoryjne poli (I:C), ze zdziwieniem stwierdziła, że ich reakcje są bardzo zróżnicowane, mimo że wszystkie myszy są w tym samym wieku i o tym samym pochodzeniu genetycznym, umieszczone w tych samych klatkach oraz w tych samych warunkach.

Profesor Judy Van de Water, immunolog z UC Davis School of Medicine i członek komitetu ds. prac dyplomowych Estesa, zaproponowała przyjrzenie się podstawowej reaktywności immunologicznej u myszy przed zajściem w ciążę.

Kiedy to zrobili, zespół stwierdził, że reakcja IL-6 konkretnej myszy na poli (I:C) przed zajściem w ciążę może przewidzieć prawdopodobieństwo wystąpienia problemów behawioralnych u potomstwa, jeśli myszy były leczone poli (I:C) później w czasie ciąży.

"Ludzie zakładają, że myszy są takie same, ale wyraźnie istnieje szeroki zakres podstawowej immunoreaktywności", powiedział McAllister. Okazuje się, że wyjściowa immunoreaktywność pozwala przewidzieć odporność lub podatność na aktywację immunologiczną podczas ciąży.

"Możemy dozować im poli (I:C) i przyjrzeć się odpowiedzi IL-6 i przewidzieć, które z nich będą miały wpływ na potomstwo, jeśli będziemy je leczyć w czasie ciąży" - powiedziała.

Podstawowe mechanizmy i biomarkery

Ma to kilka ważnych konsekwencji. Po pierwsze, dzięki wiarygodnemu modelowi odporności i podatności, naukowcy mogą zacząć pracować nad tym, jakie geny i białka biorące udział w rozwoju mózgu ulegają aktywacji immunologicznej i jak może to prowadzić do zaburzeń neurozwoju.

"Teraz, gdy możemy przewidzieć, które myszy są zagrożone, chcemy określić, jak konkretne wzory sygnalizacji immunologicznej u matki powodują różne wyniki w potomstwie. Mamy nadzieję, że uda nam się ustalić, w jaki sposób infekcja u matki może prowadzić do różnych problemów w wielu ciążach i do szeregu różnych chorób u potomstwa z innych ciąż".

Po drugie, może to prowadzić do powstania biomarkerów służących do identyfikacji ciąż o podwyższonym ryzyku wystąpienia infekcji oraz do podjęcia działań mających na celu ochronę matek poprzez szczepienia lub leczenie. Będzie to prawdopodobnie wymagało dalszej pracy na myszach, po której nastąpią eksperymenty na zwierzętach z rzędu ssaków naczelnych przed przejściem do badań na ludziach.

Źródło: sciencedaily.com