Тысячи ученых по всему миру ищут способы лечения онкологических, сердечно-сосудистых и прочих заболеваний. Но лишь немногие из них задумываются над тем, что начинать следует… с мозга. Сегодня накапливаются все новые и новые знания о том, как мозг управляет иммунными реакциями организма, по сути, отвечая за то, как заболевает или выздоравливает человек. Все это открывает перед медицинской наукой весьма заманчивые перспективы, пишет научный журнал Nature.
Власть разума над телом?
Клиницистам не понаслышке известно о влиянии позитивного мышления на развитие болезни. Но для науки до недавнего времени эти данные были в основном корреляционными и даже в некоторой степени анекдотическими, пока достоверно не определены пути, по которым развиваются такие эффекты.
Команда ученых из Техниона — Израильского технологического института в Хайфе — работает над научным проектом по изучению того, может ли стимулирование области мозга, связанной с положительными эмоциями и мотивацией, повлиять на процесс выздоровления сердца. На основании результатов многочисленных экспериментов исследователи делают вывод, что активация центра вознаграждения (вентральной тегментальной области (VTA)) вызывает устойчивые иммунные изменения, которые способствуют уменьшению рубцовой ткани у перенесших инфаркт мышей.
Эта работа уходит корнями в столетия наблюдений и несколько десятилетий исследований, указывающих на вклад психологического статуса в здоровье человека. Широко известно состояние, так называемый синдром разбитого сердца (кардиомиопатия такоцубо), когда чрезвычайно стрессовое событие может вызвать симптомы сердечного приступа и в редких случаях привести к летальному исходу.
Множество исследований показывает, что позитивный настрой может привести к улучшению состояния людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Однако механизмы, лежащие в основе этих связей, остаются неясными. Тем не менее их расшифровка, считают ученые, может помочь усилить эффект плацебо, реакцию на вакцинацию, пересмотреть подходы к психосоматическим расстройствам.
Команда нейроиммунобиологов из Техниона ранее исследовала связь между эмоциями, иммунитетом и раком на мышиных моделях. В 2018 году группа сообщила, что активация нейронов в VTA усилила иммунный ответ и замедлила рост опухоли, в 2021-м обнаружила нейроны в инсулярной коре (эта часть мозга, помимо прочего, участвует в обработке эмоций), которые были активны при колите. Искусственно активируя эти нейроны, исследователи смогли пробудить иммунный ответ кишечника. Более того, нейроны запечатлели «память» об иммунологической реакции, которую можно было перезагрузить.
Исследователи подозревают, что организм развивает такие «иммунологические воспоминания», потому что они подготавливают иммунную систему к ситуациям встречи с патогенами. Но в некоторых случаях они могут быть дезадаптивными — когда иммунный ответ запускается превентивно, нанося побочный ущерб. Психологические состояния могут влиять на иммунный ответ, обеспечивая потенциальный механизм многих психосоматических расстройств.
Большая международная группа ученых работает сегодня над составлением карты контроля мозга над иммунными реакциями организма. Существует множество линий связи между нервной и иммунной системами — от небольших локальных цепей в таких органах, как кожа, до гораздо более продолжительных «маршрутов», берущих начало в мозге и играющих важную роль в развитии самого широкого спектра заболеваний.
По словам Филипа Свирски, иммунолога из Школы медицины Икана при Медицинском центре Маунт-Синай в Нью-Йорке, эта область «буквально взорвалась за последние несколько лет». Некоторые части нервной системы — например, блуждающий нерв, огромная магистраль нервных волокон, соединяющая практически все органы и системы с мозгом, — послужили источником вдохновения в поиске методов лечения нескольких аутоиммунных заболеваний, которые в настоящее время проходят клинические испытания. Но настоящий «черный ящик» — связь мозга и эффектов на периферии.
История о двух системах
Уже более столетия ученые находят намеки на тесную взаимосвязь между нервной и иммунной системами. Например, в конце 19-го — начале 20-го века было показано, что перерезание нервов, иннервирующих кожу, может сдержать некоторые признаки воспаления.
Но только в конце 1990-х годов исследователи в этой области начали устанавливать связи с главным дирижером организма — мозгом. Нейрохирург Кевин Трейси, работавший тогда в университетской больнице North Shore в Манхассете, штат Нью-Йорк, и его коллеги обнаружили нечто неожиданное, изучая, может ли экспериментальный противовоспалительный препарат справиться с воспалением мозга при инсульте.
При введении в мозг грызунов, перенесших инсульт, препарат уменьшил нейровоспаление. В качестве контроля команда ввела препарат в мозг животных, у которых воспалительные процессы протекали и в других системах организма, и, к их удивлению, он подействовал и там.
После нескольких месяцев попыток определить путь лекарства от мозга к зоне воспаления исследователи решили перерезать блуждающий нерв, и вот тогда противовоспалительный эффект препарата, вводимого в мозг, исчез. Вдохновленные этим открытием, исследователи продолжили изучать механизмы, с помощью которых блуждающий нерв направляет иммунные реакции.
Некоторые ученые фокусируются на определенных системах организма. Например, группа под руководством Андреаса Хабенихта, кардиолога из Мюнхенского университета им. Людвига и Максимилиана, в прошлом году сообщила, что взаимодействие между иммунными клетками и нервами в наружном слое стенок артерий модулирует прогрессирование атеросклероза.
А группа из Центра исследований фонда Шампалимо в Лиссабоне зафиксировала скопления нейронных и иммунных клеток в различных тканях и обнаружила, как они работают вместе, чтобы найти повреждение и запустить иммунные реакции. Сейчас ученые изучают, каким образом эти маленькие коммутаторы управляются мозгом. Команда из Гарвардского университета определила нейроны в области гипоталамуса, которые контролируют симптомы «ответа на инфекцию», включая гипертермию, озноб и потерю аппетита.
Кэтрин Дюлак, нейробиолог из Гарварда:
Большинство людей полагают, что чувствуют себя больными из-за вреда, который бактерии или вирусы наносят их организму. Но ее команда продемонстрировала, что активация соответствующих нейронов вызывает симптомы недомогания и в отсутствие патогенов. Открытым остается вопрос, могут ли эти нейроны гипоталамуса активироваться такими триггерами, как, например, хроническое воспаление.
Прямо над гипоталамусом находится область под названием инсула, которая участвует в обработке как эмоций, так и телесных ощущений. Нейроны в инсуле хранят воспоминания, например, о прошлых приступах воспаления кишечника, и стимуляция этих клеток мозга реактивирует иммунный ответ. Но реакции могут сработать в обратном направлении и запуститься при отсутствии первоначального триггера, что и происходит при синдроме раздраженного кишечника, склонного к обострениям под влиянием негативных психологических состояний.
Мысль материальна?
Многие ученые надеются выяснить, как психические состояния влияют на иммунные реакции. Группа исследователей под руководством Фахада Хакима, директора больницы EMMS в Назарете (так называемая Английская больница в Израиле), занялась изучением этого вопроса после того, как работа 1989 года показала, что среди женщин с РМЖ, проходивших поддерживающую групповую терапию и практиковавших медитацию в дополнение к стандартному лечению, выживаемость была выше, чем у тех, кто получал только лечение. В ряде последующих исследований фиксировалась аналогичная связь между выживаемостью и психическим состоянием онкопациентов.
Команда Хакима сосредоточилась на области VTA мышей с опухолями легких и кожи. Активация нейронов в VTA заметно уменьшила раковые образования. Выяснилось, что активация VTA оказывает влияние на клетки костного мозга, которые обычно подавляют иммунную активность, освобождая иммунную систему для борьбы с раком.
Негативные психические состояния могут влиять на иммунный ответ организма. В исследовании команды школы Икана, опубликованном в прошлом году, были выявлены специфические мозговые цепи, которые мобилизуют иммунные клетки в организме мышей во время острого стресса.
Исследователи обнаружили два пути: один, берущий начало в моторной коре головного мозга, направляет иммунные клетки к месту травмы или инфекции, а другой, начинающийся в гипоталамусе — ключевом органе реагирования во время стресса, — снижает количество иммунных клеток, циркулирующих в крови. Сейчас группа исследует роль стресс-опосредованных цепей в хронических воспалительных заболеваниях.
Некоторые научные группы уже апробируют свои результаты на людях. Например, исследователи из Икана используют виртуальную реальность, чтобы управлять уровнем стресса людей и отслеживать, как изменяется иммунный ответ.
Нейроиммунологи из Техниона совместно с коллегами из Тель-Авивского университета пробуют выяснить, может ли стимулирование системы вознаграждения в мозге перед вакцинацией улучшить иммунный ответ. Вместо того чтобы стимулировать мозг напрямую, они используют метод, называемый нейрообратной связью, при котором люди учатся наблюдать и контролировать активность мозга (измеряется с помощью функциональной МРТ).
Дорога в клинику
Израильские ученые пытаются применять существующие технологии, такие как транскраниальная магнитная стимуляция или фокусированный ультразвук для модуляции иммунной системы людей с онкологией и аутоиммунными заболеваниями.
Но, похоже, потенциальные методы лечения, направленные на блуждающий нерв, находятся ближе к клинике. В Калифорнии сейчас проводят испытания стимуляторов блуждающего нерва размером с таблетку, имплантируемых в блуждающий нерв в области шеи, при аутоиммунных заболеваниях, включая болезнь Крона, рассеянный склероз и ревматоидный артрит. В небольшом испытании в Европе команда уже показала, что устройство уменьшает тяжесть ревматоидного артрита. Методика проходит рандомизированное контролируемое клиническое испытание на 250 пациентах в различных центрах США.
Ученые надеются, что их работа в конечном итоге поможет врачам понять и использовать связи между разумом и телом, которые они наблюдают в своей практике.
Нейроны (красные) в кишечнике взаимодействуют с клетками иммунной системы (зеленые).
