Τι κάνουν τα μικροχιμαιρικά κύτταρα στον ανθρώπινο εγκέφαλο;

Ο εγκέφαλος δεν είναι πάντα αποκλειστικά «δικός μας», καθώς μέσα του μπορεί να υπάρχουν και κύτταρα από άλλους ανθρώπους, κυρίως από τη μητέρα ή, σε όσες έχουν κυοφορήσει, από τα παιδιά τους. Το New Scientist αναφέρεται σε νέα έρευνα που εξετάζει τι μπορεί να κάνουν αυτά τα μικροχιμαιρικά κύτταρα στον ανθρώπινο εγκέφαλο.

Κατά την εγκυμοσύνη, μητρικά κύτταρα περνούν τον πλακούντα και εμβρυϊκά κύτταρα κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Κάποια από αυτά παραμένουν για χρόνια μετά τη γέννηση, σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται μικροχιμαιρισμός. Ο όρος περιγράφει ακριβώς αυτή τη διπλή κυτταρική παρουσία, που πλέον έχει εντοπιστεί και στον εγκέφαλο.

Το 2008, ερευνητές εντόπισαν για πρώτη φορά μητρικά κύτταρα σε εγκεφαλικό ιστό ανθρώπινου εμβρύου. Τέσσερα χρόνια αργότερα, άλλη ομάδα βρήκε ανδρικό DNA σε εγκεφάλους γυναικών, πιθανότατα από εγκυμοσύνες με αρσενικά έμβρυα. Η ύπαρξη ίχνους ξένου DNA είναι ένα εύρημα. Το τι γίνονται αυτά τα κύτταρα και αν έχουν λειτουργικό ρόλο είναι ένα διαφορετικό ερώτημα.

Η νέα έρευνα, που δημοσιεύτηκε αυτόν τον μήνα και δεν έχει ακόμη αξιολογηθεί από ομοτίμους, φέρνει τις απαντήσεις λίγο πιο κοντά. Ο Sami Kanaan, από το Fred Hutchinson Cancer Center στο Σιάτλ, και οι συνεργάτες του εντόπισαν μητρικό DNA σε δείγματα εγκεφαλικού ιστού από παιδιά με επιληψία. Στη συνέχεια εξέτασαν RNA από τα ίδια δείγματα, μαζί με δεδομένα από άτομα χωρίς επιληψία. Από αυτή την ανάλυση προέκυψε ότι τα μητρικά κύτταρα είχαν διαφοροποιηθεί σε ποικίλους τύπους, ανάμεσά τους νευρώνες, κύτταρα του ανοσοποιητικού, κύτταρα των αιμοφόρων αγγείων και αστροκύτταρα.

«Ήταν έκπληξη να βλέπουμε φυσικά εμφανιζόμενο μικροχιμαιρισμό να ανιχνεύεται στον ανθρώπινο εγκέφαλο με τόσο μεγάλη ποικιλία νευρωνικών, γλοιακών, ανοσολογικών και αγγειακών ταυτοτήτων, τόσο σε υγιείς όσο και σε νοσούντες πληθυσμούς», λέει ο Kanaan.

Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι κύτταρα από άλλον άνθρωπο μπορούν να αποκτήσουν χαρακτηριστικά του ίδιου του εγκεφάλου. Ωστόσο, δεν είναι ακόμη σαφές γιατί μπορεί να χρειαζόμαστε αυτά τα μητρικά κύτταρα αντί για τα δικά μας. Ορισμένες ενδείξεις έρχονται από μελέτες σε ζώα.

Το 2022, ερευνητές συνέκριναν ποντίκια με μειωμένο αριθμό μητρικών κυττάρων και ποντίκια με φυσιολογικά επίπεδα, καταγράφοντας τη δραστηριότητα και τη συμπεριφορά του εγκεφάλου τους. Τα ευρήματα έδειξαν ότι τα μητρικά κύτταρα βοηθούν στη ρύθμιση των εγχώριων ανοσοκυττάρων του εγκεφάλου, αποτρέποντας υπερβολικό «κλάδεμα» των συνδέσεων ανάμεσα στους νευρώνες.

Τα ποντίκια με λιγότερα μητρικά κύτταρα είχαν διαταραγμένη επικοινωνία ανάμεσα στον προμετωπιαίο φλοιό και τον ιππόκαμπο, περιοχές που σχετίζονται με τον σχεδιασμό και τη μνήμη. Επίσης, τα πήγαν χειρότερα σε δοκιμασίες ανάκλησης πληροφοριών που είχαν μάθει προηγουμένως.

Αυτό δείχνει ότι τα μητρικά κύτταρα ενδέχεται να συμβάλλουν στο πώς «συνδέεται» ο εμβρυϊκός εγκέφαλος στα πρώτα στάδια της ανάπτυξης. «Το αν παρόμοιοι μηχανισμοί λειτουργούν στον άνθρωπο παραμένει ανοιχτό ερώτημα», λέει ο Kanaan.

Ο ίδιος εκτιμά ότι υπάρχουν ήδη ενδείξεις στον άνθρωπο πως τα μητρικά κύτταρα μπορούν να επηρεάσουν το αναπτυσσόμενο ανοσοποιητικό σύστημα και θεωρεί λογικό να επεκτείνεται αυτή η επίδραση και στον εγκέφαλο.

Προσθέτει επίσης ότι τα κύτταρα που κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση μπορεί να παίζουν ρόλο στην επούλωση: «Σε ένα πείραμα με ποντίκια, η αυξημένη στρατολόγηση εμβρυϊκών κυττάρων συνόδευσε μειωμένη εγκεφαλική βλάβη και αλλαγές συμβατές με αποκατάσταση».

Η ιδέα ότι τα εμβρυϊκά κύτταρα συμβάλλουν στην αποκατάσταση έχει τεθεί και για τον άνθρωπο. Στη μελέτη του 2012 που εντόπισε ανδρικό DNA στους εγκεφάλους 37 από 59 γυναικών, η παρουσία του ήταν χαμηλότερη σε όσες είχαν Αλτσχάιμερ. Αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι τα εμβρυϊκά κύτταρα προστατεύουν τον εγκέφαλο. Ωστόσο, η μελέτη δεν μπορούσε να δείξει σχέση αιτίου και αποτελέσματος, άρα δεν αποκλείεται η ίδια η νόσος να επηρέασε τη διατήρηση αυτών των κυττάρων.

Το ίδιο πρόβλημα εμφανίζεται συχνά στο πεδίο. Τα μικροχιμαιρικά κύτταρα έχουν συνδεθεί με τη νόσο Πάρκινσον, τη σκλήρυνση κατά πλάκας, το εγκεφαλικό και όγκους του εγκεφάλου, όμως σε κάθε περίπτωση είναι δύσκολο να ξεχωρίσει κανείς αν συμβάλλουν στην πάθηση ή αν επιστρατεύονται για να βοηθήσουν στην αποκατάσταση.

Υπάρχει και μια εξελικτική οπτική για τον ρόλο τους. Ο David Haig από το Harvard University υποστηρίζει ότι η μητέρα και το παιδί έχουν κοινό εξελικτικό συμφέρον ως προς την ευημερία του άλλου, κάτι που σημαίνει ότι η φυσική επιλογή μπορεί να ευνοεί τις θετικές επιδράσεις αυτής της κυτταρικής ανταλλαγής και να απομακρύνει τις αρνητικές.

Ο Haig θεωρεί όμως ότι τα εξελικτικά «συμφέροντά» τους δεν ταυτίζονται πάντα, ειδικά ως προς τον τρόπο με τον οποίο μοιράζονται οι πόροι της μητέρας. «Είναι πιθανό», λέει, «τα κύτταρα των απογόνων στον εγκέφαλο μιας μητέρας να ενισχύουν τη φροντίδα (και τη σύνδεση) προς τον απόγονο από τον οποίο προέρχονται, ενώ τα μητρικά κύτταρα στους εγκεφάλους των απογόνων να ευνοούν τη συνεργασία προς τη μητέρα και προς τα αδέλφια».

Προς το παρόν, αυτό παραμένει υπόθεση. Το ίδιο ισχύει και για το ερώτημα γιατί κάποιοι εγκέφαλοι φιλοξενούν περισσότερα μικροχιμαιρικά κύτταρα από άλλους. Στη μελέτη του Kanaan και της ομάδας του, παρότι μητρικά κύτταρα βρέθηκαν στη μεγαλύτερη πλειονότητα των δειγμάτων, σε κάποια υπήρχαν περίπου 2,2 μητρικά κύτταρα ανά 100.000 κύτταρα, ενώ σε άλλα έως 458,9 ανά 100.000. Ο λόγος αυτής της διαφοράς δεν είναι γνωστός.

«Η απάντηση είναι όχι, δεν το γνωρίζουμε», λέει ο Haig. Υποψιάζεται ότι υπάρχουν γενετικοί παράγοντες που συμβάλλουν σε αυτή την απόκλιση.

Για παράδειγμα, τα κύτταρα φέρουν πρωτεΐνες που βοηθούν το ανοσοποιητικό να ξεχωρίζει τι είναι «δικό» και τι «ξένο», όμως τα επίπεδα αναγνώρισης και ανοχής διαφέρουν, κάτι που μπορεί να επηρεάζει πόσα μικροχιμαιρικά κύτταρα επιβιώνουν.

Σημασία μπορεί να έχει και το ιατρικό ιστορικό. Η προεκλαμψία, μια επικίνδυνη κατάσταση με υψηλή αρτηριακή πίεση στην εγκυμοσύνη, αυξάνει τη διαπερατότητα του αιματοεγκεφαλικού φραγμού και μπορεί να επιτρέπει σε περισσότερα εμβρυϊκά κύτταρα να περνούν στον εγκέφαλο της μητέρας.

Κάποιες διαφορές μπορεί να οφείλονται και στους περιορισμούς της δειγματοληψίας, αφού ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου μπορεί να έχουν περισσότερα κύτταρα από άλλες και ένα αρνητικό δείγμα δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχουν αλλού.

Προς το παρόν, τίποτα από αυτά δεν αρκεί για να πούμε με βεβαιότητα ότι περισσότερο μικροχιμαιρισμός είναι καλύτερος ή ότι θα πρέπει να επιδιώκουμε να ενισχύσουμε αυτή την κυτταρική ανταλλαγή για να προστατεύσουμε την υγεία του εγκεφάλου.

Το συμπέρασμα ίσως να μην είναι ικανοποιητικό, όμως η έρευνα βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο. Το γεγονός ότι το κεντρικό νευρικό σύστημα μπορεί να διατηρεί, να ενσωματώνει και ίσως να ωφελείται από γενετικά ξένο κυτταρικό υλικό, έρχεται σε αντίθεση με όσα θεωρούσαμε για τη λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος. Θα χρειαστεί χρόνος μέχρι να καταλάβουμε αν τα μικροχιμαιρικά κύτταρα συμβάλλουν στην ανθεκτικότητα, στην ευαλωτότητα ή στην αποκατάσταση — ή και στα τρία, ανάλογα με το πλαίσιο.