מגזין

המערכת החיסונית של המוח

מערכת העצבים ומערכת החיסון שלובות זו בזו ופיענוח התקשורת ביניהן עשוי לעזור לטיפול בהפרעות ובמחלות מוח רבות. סקירת מחקרים

הדמיה של תאי מיקרוגליה במוח. צילום: שאטרסטוק

עד לפני כעשור, התיאוריה הרווחת היתה שמחסום דם-מוח מגן על המוח באמצעות ניתוקו משאר הגוף, כולל מהמערכת החיסונית. כיום יודעים שהמחסום אינו הרמטי ותאי חיסון פעילים במוח. בעקבות הזינוק במספר המחקרים בנושא - מפחות מ-2,000 בשנת 2010 ליותר מ-10,000 בשנת 2021 - מאמר בכתב העת Nature מתאר את המחקרים על הקשר הדו-כיווני בין המוח והמערכת החיסונית.

המערכת החיסונית של המוח כוללת את תאי מיקרוגליה שהם חלק מהמוח וכן תאים שנמצאים באזורים סביב המוח. חלק מהתאים הללו מגיע ממקומות אחרים בגוף ואחרים מיוצרים במח העצם של הגולגולת. יש להם תפקיד חשוב במוח הבריא והחולה. עם זאת, המוח עדיין נתפש כייחודי מבחינה אימונולוגית, שכן המחסומים שלו מונעים מתאי חיסון להיכנס ולצאת בחופשיות.

הרעיון שהמוח והמערכת החיסונית לא מתערבבים השתרש בשנות ה-20 כאשר המדען היפני שיראי דיווח שתאי סרטן שהושתלו בגוף של חולדה נהרסו על ידי המערכת החיסונית, אך כשהושתלו במוח הם שרדו, דבר המעיד על תגובה חיסונית חלשה או לא קיימת.

עם זאת, ידעו כבר לפני יותר מ-200 שנה שלמוח יש מערכת ניקוז לימפטית, שתפקידה להעביר מולקולות חיסוניות פנימה והחוצה. הדעה הרווחת היתה שהמוח והמערכת החיסונית נפגשים כאשר תאי חיסון סוררים תוקפים את המוח במחלות כמו טרשת נפוצה.

קפיצת הדרך במכון ויצמן

החלוצה בתחום חקר המערכת החיסונית של המוח היא הנוירואימונולוגית פרופ' מיכל שוורץ ממכון ויצמן. לפני יותר משני עשורים היא הקימה את המעבדה שחקרה את הפעילות החיסונית במוח, שבאותו זמן נחשבה כסימן לפתולוגיה במוח. שוורץ אתגרה את האקסיומה שהמוח אינו יכול לסבול פעילות חיסונית.

בסוף שנות ה-90 דיווחו שוורץ וקבוצתה שלאחר פגיעה חריפה במערכת העצבים המרכזית, שני סוגים של תאי חיסון, מקרופאגים ותאי T, הגנו על נוירונים מנזק ותמכו בהחלמתם. מדענים רבים היו סקפטים לגבי התוצאות.

מאז, הצוות של שוורץ וחוקרים רבים אחרים צברו מספר רב של ראיות לכך שלתאי חיסון יש תפקיד משמעותי במוח. למשל, אצל עכברים שהונדסו גנטית להיות חסרי מערכת חיסונית, מחלות נוירודגנרטיביות כמו אלצהיימר התקדמו מהר יותר, ואילו שיקום המערכת החיסונית האט את התקדמותן.

מדענים חשפו גם תפקיד פוטנציאלי למיקרוגליה במחלת אלצהיימר. לאחרונה, מדענים הראו שתאי מערכת החיסון בקצוות המוח פעילים במחלות ניווניות. כשחוקרים בחנו את נוזל השדרה והמוח של אנשים עם אלצהיימר, נראתה עלייה במספר תאי T בשולי המוח המלאים נוזל, דבר המעיד על כך שתאים אלה ממלאים תפקיד במחלה.

החוקרים עדיין חלוקים לגבי השאלה האם תאי החיסון פוגעים במוח או מסייעים לו. אחת הסברות היא שמערכת החיסון מזיקה לנוירונים על ידי שחרור מולקולות שמגבירות דלקת וגורמות למוות של תאים. חוקרים אחרים מציעים שתאי T ותאים אחרים ממערכת החיסון דווקא מגנים על המוח. הקבוצה של שוורץ דיווחה שבמודלים של עכברים עם אלצהיימר, הגברת התגובה החיסונית הובילה לפינוי של פלאקים עמילואידים - סימן ההיכר של המחלה, ושיפרה את ביצועיהם הקוגניטיביים. כיום הצוות חוקר אם חיזוק המערכת החיסונית במוח עשוי להוות טיפול כנגד אלצהיימר.

בקרומים שמקיפים את המוח נמצאים כמעט כל סוגי התאים של מערכת החיסון. צוות חוקרים בהובלת ג'ונתן קיפניס מאוניברסיטת וושינגטון במיזורי גילה שהם מופקים על ידי מח העצם שנמצא בעצם הגולגולת. בתגובה לפגיעה במערכת העצבים המרכזית או בנוכחות פתוגן, אותות עוברים דרך נוזל השדרה אל מח העצם בגולגולת, וגורמים לו לייצר ולשחרר תאים של המערכת החיסונית.

תפקידם של התאים שיוצרו מקומית במוח לא ברור. אחת ההשערות היא שהם פועלים בצורה עדינה יותר מתאי מערכת החיסון של יתר הגוף. אם השערה זו תתברר כנכונה, יהיו לכך השלכות טיפוליות. במחלות כמו טרשת נפוצה אפשר יהיה להקל על התסמינים על ידי מניעת כניסת תאי חיסון מחלקים אחרים של הגוף. לעומת זאת, במקרה של גידול במוח, אפשר יהיה לשקול החדרת תאים אגרסיביים יותר ממערכת החיסון של יתר הגוף, כדי להילחם בגידול.

הצוות של קיפניס הוא זה שזיהה את מערכת הלימפה של המוח, רשת של צינורות מתפתלים ומתפצלים בחלק החיצוני ביותר של קרומי המוח, ומאזור זה תאי החיסון נודדים לכיוון סימני זיהום או פציעה.

 חשיבות תאי מערכת החיסון להתפתחות המוח

חוקרים בדקו את תפקודי תאי החיסון במוחות בריאים ומצאו שתאי מיקרוגליה ממלאים תפקיד חשוב בהתפתחות המוח. הם מעורבים בגיזום קשרים עצביים, ומחקרים מצביעים על כך שבעיות בתהליך הגיזום יכולות לתרום למצבים נוירו-התפתחותיים.

גם לתאים חיסוניים שנמצאים מסביב למוח יש תפקיד במוח הבריא. ניסויים בעכברים שחסרו בהם חלק מהתאים האלה הציגו בעיות בלמידה ובהתנהגות חברתית. בניסוי אחר, לעכברים שהתפתחו ללא תאי T במוח ובשאר הגוף הציגו תאי מיקרוגליה פגומים, שלא הצליחו לבצע גיזום של קשרים עצביים במהלך ההתפתחות, מה שהוביל להתנהגות חריגה.

התקשורת של תאי החיסון עם המוח מתבצעת על ידי ציטוקינים, והציטוקינים משפיעים על ההתנהגות. לדוגמה, ציטוקינים הנשלחים על ידי תאי מערכת החיסון במהלך זיהום יכולים לגרום לשינה מוגברת. לעומת זאת, החסרה של ציטוקינים על ידי חסימת קולטנים על נוירונים גורמת לשינויים בזיכרון, בלמידה ובהתנהגויות חברתיות.

ציטוקינים עשויים להיות גם קשר בין מערכת החיסון למצבים נוירו-התפתחותיים כמו אוטיזם. כאשר גלוריה צ'וי מה-MIT ועמיתיה העלו את רמות הציטוקינים בעכברים בהריון, הם ראו שינויים במוח והתנהגויות דמויות אוטיזם אצל הצאצאים.

המוח יכול לכוון את המערכת החיסונית

נראה שהתקשורת בין מערכת החיסון למוח הולכת גם בכיוון השני - המוח יכול לכוון את המערכת החיסונית. פרופ' אסיה רולס, נוירואימונולוגית מהטכניון בחיפה, חקרה את הקשר בין רגש, חסינות וסרטן בעכברים. נמצא שהפעלת נוירונים באזור מוחי המעורב ברגשות חיוביים ובמוטיבציה הגבירה את התגובה החיסונית, שבתורה האטה את קצת צמיחת הגידול הסרטני.

בניסוי מאוחר יותר, הקבוצה של רולס איתרה נוירונים בחלק של המוח שמעורב, בין היתר, בעיבוד רגשות ותחושות גופניות, שהיו פעילים במהלך דלקת במעי הגס (קוליטיס). על ידי הפעלת נוירונים אלה באופן מלאכותי, החוקרים הצליחו להעיר מחדש את התגובה החיסונית של המעי. באופן פבלובי, הנוירונים של העכברים בניסוי לכדו "זיכרון" של התגובה החיסונית, שניתן היה להפעילו מחדש.

רולס סבורה שבעלי חיים פיתחו "זכרונות" חיסוניים כאלה כיוון שהם מועילים ומחזקים את המערכת החיסונית במצבים שבהם הגוף עשוי לפגוש פתוגנים. עם זאת במקרים מסוימים, הגוף יכול לצפות לזיהום ולייצר תגובה חיסונית מיותרת שגורמת לנזק. זה יכול להסביר כיצד מצבים פסיכולוגיים יכולים להשפיע על התגובה החיסונית וזהו מנגנון אפשרי להפרעות פסיכוסומטיות.

בהתאם, תופעה זו יכולה לספק טיפול. רולס הראתה שחסימת הפעילות של אותם נוירונים הקשורים לדלקת הפחיתה את הדלקת בעכברים עם קוליטיס. אם יצליחו החוקרים לתרגם את הממצאים הללו לבני אדם, גירוי מוחי לא פולשני יוכל לעזור להקל על תסמינים במחלות קרוהן ופסוריאזיס - הפרעות המתווכות על ידי מערכת החיסון.

כיום נערך מחקר שבוחן תת קבוצה של תאי מיקרוגליה הקשורה למחלות נוירודגנרטיביות. הבנת האופן שבו תאי מיקרוגליה פגומים מתפקדים באופן שונה מתאים בריאים תאפשר לפתח טיפולים למחלות אלו ולשמש גם כסמנים למעקב אחרי התקדמות מחלה ויעילות הטיפולים.

נושאים קשורים:  מגזין,  מערכת העצבים,  המערכת החיסונית,  מכון ויצמן,  אימונולוגיה,  נוירואימונולוגיה,  חדשות
תגובות