שומרי הראש: תאי החיסון שמגנים על המוח

האם אפשר להצעיר את המוח? האם יימצא מרפא למחלת האלצהיימר ונוכל להחזיר למוח את נעוריו? המפתח לפתרון השאלות האלה טמון כנראה במערכת החיסון.

באופן קצת מפתיע, במשך עשרות שנים לא חשבו על האפשרות הזאת. בגלל המבנה האנטומי הייחודי של המוח, שנמצא מאחורי מחסומים, סברו שהמוח הוא איבר אוטונומי שוויתר על כל סיוע ממערכת החיסון, לכאורה כדי לתפקד בצורה אופטימלית וללא הפרעה. הסברה הזאת העלתה שאלה אבולוציונית מעניינת: האם המוח באמת הפקיר את האפשרות לקבל סיוע מהמנגנונים היעילים שמגנים ומרפאים את כל שאר איברי הגוף, או שמא הוא פיתח מנגנון חלופי של הידברות עם מערכת החיסון?

במחקר שלנו הצלחנו לפצח את התעלומה ולהראות שבין המוח למערכת החיסון מתקיים דיאלוג מתמיד דרך החיבור ביניהם בגבולות המוח. הדיאלוג הזה חיוני לשמירה על חיוניות המוח בתפקודים גבוהים כמו למידה וזיכרון, כמו גם בהתמודדות עם מצבי עקה. כלומר אף שמערכת החיסון אינה חלק מהרשת העצבית במוח, היא מבקרת את התפקוד של הרשת הזאת.

יתרה מזאת, מצאנו שהתפקוד של הממשק הזה בין המוח למערכת החיסון מכתיב איך נתמודד עם פגיעות מוחיות. ממצאינו מלמדים שכוונון מחדש של מערכת החיסון יכול להצעיר את המוח ולחדש את נעוריו, להקל על התמודדות עם מחלת נפש ולרפא את המוח ממחלות ניווניות.

תמונת הדמיה של החומר הלבן במוח בשיטת MRI tractography| פורסם ב-PLOSone

אמונה לא מבוססת

לפי התפיסה שהייתה מקובלת במשך עשרות שנים לגבי היחסים בין המוח למערכת החיסון, "פלישה" של תאים ממערכת החיסון לתוך המוח הורסת את רקמת המוח, ולכן צריך לחסום את כניסתם בכל מחיר. בשל כך סברו בתחילת שנות ה-80 שהתגובה החיסונית לחבלה שמתרחשת באזור במוח שנפגע תורמת להתפשטות הנזק ופוגעת ביכולתה ההחלמה של הרקמה. התגובה הזו הוגדרה כתגובה דלקתית "סטרילית" ולכן, כדי להפחית את הנזק ולעודד תהליכי ריפוי, נעשו ניסויים בתרופות נוגדות דלקת לפגיעות מוח וחוט שדרה, ובהמשך גם למחלות ניווניות כמו אלצהיימר, פרקינסון וניוון שרירים. 

בניגוד לציפיות החוקרים, תוצאות הניסויים הללו נעו בדרך כלל בין נזק לתועלת מזערית. כיום, אחרי שחלה מהפכה תפיסתית בתחום, אפשר להסביר מדוע הגישה הרפואית הזאת נכשלה.

האם למערכת החיסון תפקיד גם במוח? |מקור: alexskopje, shutterstock

קשר חיסון-מוח

בעבודות הראשוניות שלנו הראינו שתאי מערכת החיסון הכרחיים לריפוי מערכת העצבים המרכזית אחרי חבלה. ספציפית הראינו שכשתאי דם לבנים מסוג מונוציטים, שחשובים לריפוי פצעים, נכנסים לרקמה, הם מסייעים מאוד להחלמה מפגיעות בחוט שדרה, בעצבי הראייה ובמוח.

בהמשך הראינו את מנגנון פעולתם של תאי מערכת החיסון באזור הפגיעה וחשפנו דרכים להגביר את הפעילות המיטיבה שלהם. לדוגמה, מצאנו שעידוד כניסה של מקרופגים מהדם לאזור הפגיעה בעקבות חבלת חוט שדרה מסייע להחלמה טובה יותר ולשיפור תפקודי משמעותי. הראינו גם שגיוס מערכת החיסון הוא תהליך אקטיבי, מכוון ומתוזמן שמופעל ב"שלט רחוק" דרך אזור במוח שנמצא בממשק בין שתי המערכות. במקרה של פגיעת חוט שדרה הוא עובר הפעלה והופך ל"שער" כניסה מבוקר לכניסה של תאים חיוניים לריפוי. אזור הממשק הזה נמצא בגבולות המוח, במחסום שבין הדם לנוזל השדרה, ובאופן ספציפי ברקמת האפיתל שבונה את המחסום בזה.

שיפור יכולות למידה

במקביל לעבודתנו זו הראינו שמערכת החיסון לא מסתפקת רק בריפוי של חבלות – יש לה תפקיד מרכזי וחיוני גם בתחזוקת התפקודים הגבוהים של המוח, כמו יכולות שכליות, נפשיות והתנהגותיות. התברר שמערכת החיסון מתחזקת יכולות למידה וזיכרון, משמרת את יכולת ההתמודדות שלנו עם עקה נפשית ומגנה עלינו מהתפתחות של התנהגויות פסיכוטיות.

הראינו גם שמערכת החיסון הנרכשת נחוצה ליכולות שכליות וליצירת תאי גזע חדשים באזור במוח בשם היפוקמפוס, שאחראי על למידה וזיכרון. תאי מערכת החיסון אמנם אינם חלק ממערכת הרשת העצבית של המוח, אבל נראה הם נחוצים לשמירה על סביבת העבודה התקינה של המוח, ולכן לתפקוד התקין של הרשת העצבית.

מונוציטים צבועים תחת מיקרוסקופ| מקור: gaby y kevin

רקמת ממשק ייחודית

התקשורת בין המוח למערכת החיסון מתבצעת כאמור באמצעות רקמת ממשק ייחודית שדרכה נכנסים מקרופגים למוח": רקמת האפיתל באזור שנקרא "מקלעת הדמים". הרקמה הזאת מוכרת שנים רבות אך עד כה הכירו רק תפקיד שונה לחלוטין שלה. במחקרים שלנו הראינו שאף על פי שהרקמה הזאת נמצאת בתוך המוח, תאי מערכת החיסון נמצאים בה באופן נורמלי ומפקחים ממנה על תחזוקת המוח. 

לפי תוצאות מחקרינו, התאים החיסוניים האלה מאפשרים למוח לשמר את יכולות הלמידה והזיכרון ומעודדים יצירת תאי גזע חדשים במוח. מכאן הגענו להשערה שרמת התפקוד המוחי אינה קשורה בהכרח רק לגיל הכרונולוגי של האדם, אלא גם לפעילות הממשק הזה. לאחרונה גילינו שבאופן פרדוקסלי דווקא אצל זקנים או חולי שיטיון (דמנציה), שאצלם הממשק הזה נחוץ במיוחד, הוא חסום.

בעבודותינו האחרונות הראינו שאצל זקנים רואים נוכחות מוגברת של אינטרפרון בטא באזור הזה, שהוא חלבון שהגוף מייצר בדרך כלל כדי להילחם בנגיפים ולדכא תגובות דלקתיות. חשפנו שבעוד שלחלבון הזה יש השפעה חיובית על דלקות כשהוא ניתן בפרקי זמן קצרים, כאשר הוא מיוצר באופן כרוני במוח זקן הוא גורם לדיכוי כרוני של התקשורת בין המוח למערכת החיסון, ולכן פוגע ביכולת התחזוקה והריפוי של המוח.

יתר על כן, הראינו שכשמזריקים לנוזל המוח של עכברים זקנים נוגדן שמעכב את אינטרפרון בטא, רואים עלייה הן ביכולות הלמידה והזיכרון שלהם והן ביכולתם לייצר תאי גזע חדשים במוח. בניתוח אחרי המוות של מוחות אנושיים התגלה שאותו "חותם" באזור הממשק שזוהה אצל עכברים זקנים מאפיין גם בני אדם זקנים. במקביל מצאנו שגם אצל עכברים שמשמשים מודל למחלת האלצהיימר הממשק הזה איננו מתפקד. הגברת מערכת החיסון על ידי החלשת ה"רסן" שמעכב אותה הביאה לעצירת המחלה ואף החזירה לחיות מעבדה חלק מהיכולות המוחיות שלהן שאבדו במחלה.

מערכת החיסון, אם כך, ממלאת תפקיד מרכזי בתחזוקת המוח, באמצעות דיאלוג מתמיד איתו באזור שנמצא על התפר שבין שתי המערכות. הדיאלוג הזה שומר על שיווי המשקל העדין בין פעילות חיסונית הכרחית ותועלתית לבין פעילות יתר שעלולה לגרום נזק. מכאן גם אפשר להבין מדוע השימוש בתרופות נוגדות דלקת כשל, ומציעה דרך טיפולית בפגיעות מוח וחוט שדרה, בזקנת המוח, במחלות ניווניות ובמחלות נפש, שמבוססת דווקא על החלשת התגובה החיסונית נוגדת-דלקת מחוץ למוח, כדי לאפשר גיוס של תאים חיסוניים שנחוצים לריפוי המוח.