Komórki tuczne były dotychczas uznawane za komórki efektorowe w procesach alergicznych i zapalnych; jednak badania przeprowadzone w ciągu ostatnich kilku dekad rzuciły zupełnie nowe światło na ich rolę. Obecnie można jednoznacznie stwierdzić, że komórki te nie są jedynie biernymi uczestnikami odpowiedzi immunologicznej, ale także aktywnymi regulatorami komunikacji neuroimmunologicznej. Ma to szczególne znaczenie w przypadku infekcji, które dotykają również układ nerwowy, takich jak te wywoływane przez Borrelia burgdorferi (bakterię powodującą boreliozę) lub infekcje wywołane przez Bartonella. Coraz więcej dowodów wskazuje, że aktywacja komórek tucznych nie wynika wyłącznie z klasycznych bodźców zapalnych, ale może być bezpośrednio powiązana z funkcjonowaniem układu nerwowego i jego zaburzeniami regulacji wywołanymi infekcją.
Z anatomicznego i funkcjonalnego punktu widzenia związek między komórkami tucznymi a układem nerwowym jest ścisły i dobrze udokumentowany. Komórki tuczne często znajdują się bezpośrednio w pobliżu zakończeń nerwowych zarówno w tkankach obwodowych, jak i w obszarach granicznych ośrodkowego układu nerwowego, takich jak opony mózgowe i obszary okołonaczyniowe. Takie umiejscowienie umożliwia szybką i sprawną komunikację między tymi dwoma układami. Wykazano, że neuroprzekaźniki i neuropeptydy uwalniane przez neurony, takie jak substancja P lub peptyd związany z genem kalcytoniny (CGRP), są w stanie bezpośrednio aktywować komórki tuczne. Jednocześnie mediatory uwalniane przez komórki tuczne – takie jak histamina, tryptaza, cytokiny i chemokiny – oddziałują z powrotem na komórki nerwowe, wpływając na ich pobudliwość i przyczyniając się do rozwoju bólu i neurozapalenia. Tę dwukierunkową komunikację można opisać jako tzw. „jednostkę komórka tuczna–komórka nerwowa”, która stanowi jedną z podstawowych jednostek regulacji neuroimmunologicznej.
Aktywacja komórek tucznych jest zatem procesem znacznie bardziej złożonym niż zakładał to klasyczny model immunologiczny. Chociaż reakcje alergiczne, w których pośredniczy IgE, pozostają istotne, obecnie wiadomo, że degranulację mogą wywoływać również liczne bodźce nieklasyczne. Należą do nich neuropeptydy, mediatory związane ze stresem oraz różne składniki mikrobiologiczne. Szczególnie istotne jest to, że bodźce pochodzenia neuronalnego mogą same w sobie wystarczyć do aktywacji komórek tucznych, nawet przy braku znaczącego środowiska zapalnego. Oznacza to, że zaburzenie funkcjonowania układu nerwowego – na przykład w wyniku infekcji – może bezpośrednio wywołać aktywację komórek tucznych.
W przypadku Borrelia burgdorferi kilka danych eksperymentalnych potwierdza ten związek. Badania in vitro wykazały, że krętki Borrelia są w stanie bezpośrednio wywoływać degranulację komórek tucznych i wyzwalać produkcję cytokin zapalnych, takich jak TNF-α. Co ciekawe, efekt ten nie występuje wyłącznie za pośrednictwem klasycznych antygenów bakteryjnych związanych z lipidami, co sugeruje, że rolę odgrywają również alternatywne szlaki aktywacji. Ponadto komórki tuczne przyczyniają się do wczesnej odpowiedzi immunologicznej na infekcję, a jednocześnie mogą uczestniczyć w podtrzymywaniu stanu zapalnego i utrzymywaniu się patogenu. Ponieważ Borrelia może powodować powikłania neurologiczne, postuluje się istnienie złożonego mechanizmu neuroimmunologicznego. Uszkodzenie układu nerwowego spowodowane infekcją może skutkować zwiększonym uwalnianiem neuropeptydów i neuroprzekaźników, które aktywują pobliskie komórki tuczne. Komórki tuczne uwalniają kolejne mediatory zapalne, które dodatkowo nasilają neurozapalenie i dysfunkcję układu nerwowego, tworząc w ten sposób samonapędzającą się pętlę sprzężenia zwrotnego.
W przypadku zakażeń wywołanych przez Bartonella istnieje mniej bezpośrednich dowodów dotyczących roli komórek tucznych; jednak na podstawie danych klinicznych i patofizjologicznych można postawić hipotezę o podobnym mechanizmie. Wiadomo, że gatunki Bartonella oddziałują na układ nerwowy, powodując różne objawy neurologiczne i neuropsychiatryczne. Charakterystyczne są również przewlekłe zaburzenia zapalne i naczyniowe. Procesy te tworzą środowisko, w którym aktywacja i reakcja komórek nerwowych na stres są nasilone, co może wtórnie prowadzić do aktywacji komórek tucznych. Chociaż model ten jest obecnie w dużej mierze hipotetyczny, dobrze wpisuje się w znane już interakcje neuroimmunologiczne.
W ośrodkowym układzie nerwowym komórki tuczne odgrywają szczególnie ważną rolę w regulacji neurozapalenia. Po aktywacji uwalniają liczne mediatory, które wpływają na przepuszczalność bariery krew-mózg, sprzyjają aktywacji mikrogleju i astrocytów oraz mogą przyczyniać się do procesów neurodegeneracyjnych. W przypadku infekcji, gdy układ nerwowy jest już uszkodzony lub znajduje się w stanie stresu, aktywacja komórek tucznych może znacznie zaostrzyć przebieg choroby.
W związku z tym coraz powszechniej uznaje się, że aktywacja komórek tucznych nie jest jedynie konsekwencją stanu zapalnego, ale w wielu przypadkach jednym z jego czynników wywołujących lub podtrzymujących, szczególnie w kontekście neuroimmunologicznym. Ta świadomość ma istotne implikacje kliniczne. Może na przykład wyjaśniać, dlaczego po niektórych infekcjach rozwijają się uporczywe, przewlekłe objawy, takie jak ból, zaburzenia funkcji poznawczych lub dysfunkcja autonomicznego układu nerwowego. Wskazuje to również na możliwość, że infekcje i nieprawidłowości neurologiczne mogą leżeć u podstaw niektórych przypadków zespołu aktywacji komórek tucznych (MCAS). Z terapeutycznego punktu widzenia może to otworzyć nowe możliwości, takie jak leczenie stabilizujące komórki tuczne, zmniejszające neurozapalenie lub przywracające regulację układu nerwowego.
Ogólnie można stwierdzić, że rola komórek tucznych w procesach neurologicznych związanych z infekcjami jest znacznie większa niż wcześniej sądzono. W przypadku Borrelia burgdorferi dostępne są już bezpośrednie dowody na aktywację komórek tucznych, natomiast w przypadku Bartonella, na podstawie aktualnych danych, istnienie podobnego mechanizmu jest wysoce prawdopodobne. Ze względu na ścisły związek między komórkami tucznymi a układem nerwowym, komórki te mogą odgrywać kluczową rolę w zaburzeniach regulacji neuroimmunologicznej, które mogą leżeć u podstaw wielu przewlekłych objawów.
Źródła:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36902240/
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10024550/
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC96436/
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28655322/
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30293752/
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7643958/
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33239034/
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28499503/
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6524694/
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fncel.2019.00110/full
(C) Fundacja Boreliozy z Lyme
