En ny behandling forynger aldrende immunsystemer hos ældre mus

En ny behandling forynger aldrende immunsystemer hos ældre mus

Tidsstempel: 29. marts 2024 kl. 1
A New Treatment Rejuvenates Aging Immune Systems in Elderly Mice PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Vores immunsystem er som en veltrænet brigade.

Hver enhed har en unik specialitet. Nogle celler dræber direkte invaderende fjender; andre frigiver protein-"markører" for at tiltrække immuncelletyper til et mål. Sammen er de en formidabel kraft, der bekæmper biologiske trusler - både patogener udefra kroppen og kræft eller ældende "zombie"-celler indefra.

Med alderen bryder kammeratskabet sammen. Nogle enheder blusser op og forårsager kronisk betændelse, der forårsager kaos i hjernen og kroppen. Disse celler øger risikoen for demens, hjertesygdomme og gradvist dræner musklerne. Andre enheder, der kæmper mod nye patogener - såsom en ny influenza-stamme - svinder langsomt ind, hvilket gør det sværere at afværge infektioner.

Alle disse celler kommer fra en enkelt kilde: en type stamcelle i knoglemarven.

Denne uge, i et studie offentliggjort i Natur, siger videnskabsmænd, at de genoprettede balancen mellem enhederne i gamle mus, og vendte deres immunsystem tilbage til en ungdommelig tilstand. Ved hjælp af et antistof målrettede holdet sig mod en underpopulation af stamceller, der til sidst udvikler sig til de immunceller, der ligger til grund for kronisk inflammation. Antistofferne låste sig fast på mål og samlede andre immunceller for at udslette dem.

Hos ældre mus genoplivede one-shot-behandlingen deres immunsystem. Når de blev udfordret med en vaccine, genererede musene et stærkere immunrespons end ikke-behandlede jævnaldrende og bekæmpede let senere virusinfektioner.

Foryngelse af immunsystemet handler ikke kun om at tackle patogener. Et ældet immunsystem øger risikoen for fælles aldersrelaterede medicinske problemer, såsom demens, slagtilfælde og hjerteanfald.

"At eliminere de underliggende årsager til aldring er centralt for at forebygge adskillige aldersrelaterede sygdomme," skrev stamcelleforskere Drs. Yasar Arfat Kasu og Robert Signer ved University of California, San Diego, som ikke var involveret i undersøgelsen. Interventionen "kan således have en overordnet indvirkning på at styrke immuniteten, reducere forekomsten og sværhedsgraden af ​​kroniske inflammatoriske sygdomme og forebygge blodsygdomme."

Stamcellerækkefølge

Alle blodceller opstår fra en enkelt kilde: hæmatopoietiske stamceller, eller blodstamceller, der findes i knoglemarven.

Nogle af disse stamceller bliver til sidst "fighter" hvide blodlegemer, herunder dræber-T-celler, der - tro mod deres navn - direkte ødelægger kræftceller og infektioner. Andre bliver B-celler, der pumper antistoffer ud for at mærke angribere til eliminering. Denne enhed af immunsystemet kaldes "adaptiv", fordi den kan tackle nye ubudne gæster, som kroppen aldrig har set.

Stadig flere blodstamceller omdannes til utallige andre immuncelletyper - inklusive dem, der bogstaveligt talt spiser deres fjender. Disse celler danner den medfødte immunenhed, som er til stede ved fødslen og den første forsvarslinje gennem hele vores liv.

I modsætning til deres adaptive kammerater, som mere præcist retter sig mod angribere, bruger den medfødte enhed en "brænd det hele"-strategi til at bekæmpe infektioner ved at øge lokal inflammation. Det er et tveægget sværd. Selvom den er nyttig i ungdommen, bliver enheden dominerende med alderen, hvilket forårsager kronisk betændelse, der gradvist skader kroppen.

Årsagen til dette kan findes i immunsystemets stamcelleoprindelse.

Blodstamceller findes i flere typer. Nogle producerer begge immunenheder ligeligt; andre er forudindtaget i forhold til den medfødte enhed. Med alderen, sidstnævnte gradvist tage over, hvilket øger kronisk inflammation og sænker beskyttelsen mod nye patogener. Det er til dels grunden til, at ældre mennesker rådes til at få nye influenza-indsprøjtninger, og hvorfor de var først i køen til vaccination mod Covid-19.

Den nye undersøgelse beskriver en praktisk tilgang til at genoprette balancen i det gamle immunsystem. Ved hjælp af en antistofbaseret terapi udslettede forskerne direkte populationen af ​​stamceller, der fører til kronisk inflammation.

Blodbad

Som de fleste celler har blodstamceller et unikt fingeraftryk - et sæt proteiner, der prikker deres overflader. En undergruppe af cellerne, kaldet my-HSC'er, er mere tilbøjelige til at producere celler i det medfødte immunsystem, hvilket udløser kronisk inflammation med alderen.

Ved at udvinde flere genekspressionsdatasæt fra blodstamceller fandt holdet tre proteinmarkører, de kunne bruge til at identificere og målrette my-HSCs-celler i gamle mus. De konstruerede derefter et antistof til at målrette cellerne til eliminering.

Blot en uge efter at have infunderet det i ældre mus, havde antistoffet reduceret antallet af myHSC-celler i deres knoglemarv uden at skade andre blodstamceller. En genetisk screening bekræftede, at musenes immunprofil var mere som unge mus.

One-shot-behandlingen varede "påfaldende” lang, skrev Kasu og Signer. En enkelt injektion reducerede de generende stamceller i mindst to måneder - omkring en tolvtedel af en muss levetid. Da my-HSC'er ikke længere dominerede, vandt sunde blodstamceller indpas inde i knoglemarven. I mindst fire måneder producerede de behandlede mus flere celler i den adaptive immunenhed end deres tilsvarende gamle jævnaldrende, mens de havde mindre generel inflammation.

Som en ultimativ test udfordrede holdet ældre mus med en vanskelig virus. For at bekæmpe infektionen skulle flere komponenter i det adaptive immunsystem skrue op og arbejde sammen.

Nogle ældre mus fik en vaccine og antistofbehandlingen. Andre fik kun vaccinen. De, der blev behandlet med antistoffet, fik et større beskyttende immunrespons. Når de fik en dosis af virussen, rekrutterede deres immunsystemer hurtigt adaptive immunceller og bekæmpede infektionen - mens de, der kun modtog vaccinen, kæmpede.

Gendannelse af balance

Undersøgelsen viser, at ikke alle blodstamceller er ens. Eliminering af dem, der forårsager betændelse, ændrer direkte den biologiske "alder" af hele immunsystemet, hvilket giver det mulighed for bedre at tackle skadelige ændringer i kroppen og bekæmpe infektioner.

Som en utæt skraldespand kan medfødte immunceller dumpe inflammatoriske molekyler ind i deres nabolag. Ved at rense kilden kunne antistoffet også have ændret det miljø, cellerne lever i, så de bedre kan trives under aldring.

Derudover er immunsystemet et "øje på himlen" til overvågning af kræft. Genoplivning af immunfunktionen kunne genoprette de overvågningssystemer, der er nødvendige for at eliminere kræftceller. Antistofbehandlingen her kunne potentielt kombineres med CAR T-terapi eller klassiske anti-kræftbehandlinger, såsom kemoterapi, som et en-to-slag mod sygdommen.

Men det kommer ikke til klinikker snart. Uden uventede tilbageslag eller regulatoriske hikke, vurderer holdet tre til fem år før testning i mennesker. Som et næste skridt søger de at udvide behandlingen til at tackle andre lidelser relateret til et svigtende immunsystem.

Billede Credit: Volker Brinkmann

Tidsstempel:

Mere fra Singularitet Hub