Uus ravimeetod noorendab eakate hiirte vananevat immuunsüsteemi

Uus ravimeetod noorendab eakate hiirte vananevat immuunsüsteemi

Ajatempel: 29. märts 2024 kell 1
A New Treatment Rejuvenates Aging Immune Systems in Elderly Mice PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Meie immuunsüsteemi on nagu hästi koolitatud brigaad.

Igal üksusel on ainulaadne eriala. Mõned rakud tapavad otseselt sissetungivad vaenlased; teised vabastavad valgu "markereid", et meelitada immuunrakutüüpe sihtmärki. Üheskoos on nad tohutu jõud, mis võitleb bioloogiliste ohtudega – nii väljastpoolt keha tulevate patogeenide kui ka vähi või vananevate zombirakkudega seestpoolt.

Vanusega sõprus laguneb. Mõned üksused süttivad, põhjustades kroonilist põletikku, mis hävitab ajus ja kehas. Need rakud suurendavad dementsuse, südamehaiguste ja järk-järgult lihasmassi tekke riski. Teised üksused, mis võitlevad uute patogeenidega – nagu uus gripitüvi – vähenevad aeglaselt, muutes nakkuste tõrjumise raskemaks.

Kõik need rakud pärinevad ühest allikast: teatud tüüpi tüvirakud luuüdis.

Sel nädalal, sisse uuringus avaldatakse loodus, väidavad teadlased, et nad taastasid ealiste hiirte üksuste vahelise tasakaalu, viies nende immuunsüsteemi tagasi noorusliku olekusse. Antikeha kasutades sihtis meeskond tüvirakkude alampopulatsiooni, mis lõpuks areneb kroonilise põletiku aluseks olevateks immuunrakkudeks. Antikehad haardusid sihtmärkidele ja koondasid teisi immuunrakke, et need välja pühkida.

Eakatel hiirtel elavdas ühekordne ravi nende immuunsüsteemi. Vaktsiiniga nakatamisel tekitasid hiired tugevama immuunvastuse kui ravimata eakaaslased ja võitlesid kergesti hilisemate viirusnakkuste vastu.

Immuunsüsteemi noorendamine ei tähenda ainult patogeenidega võitlemist. Vananenud immuunsüsteem suurendab tavaliste vanusega seotud meditsiinilised probleemid, nagu dementsus, insult ja südameinfarkt.

"Vananemist põhjustavate tegurite kõrvaldamine on mitmete vanusega seotud haiguste ennetamisel kesksel kohal," kirjutas tüvirakkude teadlased Dr. Yasar Arfat Kasu ja Robert Signer California ülikoolist San Diegos, kes ei osalenud uuringus. Sekkumisel "võib seega olla suur mõju immuunsuse tugevdamisele, krooniliste põletikuliste haiguste esinemissageduse ja raskusastme vähendamisele ning verehaiguste ennetamisele."

Tüvirakkude järelkasv

Kõik vererakud pärinevad ühest allikast: vereloome tüvirakud ehk vere tüvirakud, mis asuvad luuüdis.

Mõned neist tüvirakkudest muutuvad lõpuks "võitlejateks" valgeverelibledeks, sealhulgas tapja-T-rakkudeks, mis oma nimele kohaselt hävitavad otseselt vähirakke ja infektsioone. Teised muutuvad B-rakkudeks, mis pumpavad välja antikehi, et märgistada sissetungijaid elimineerimiseks. Seda immuunsüsteemi üksust nimetatakse "kohanevaks", kuna see suudab võidelda uute sissetungijate vastu, mida keha pole kunagi näinud.

Veelgi rohkem vere tüvirakke muundub arvukateks teisteks immuunrakkudeks, sealhulgas nendeks, mis sõna otseses mõttes söövad oma vaenlasi. Need rakud moodustavad kaasasündinud immuunüksuse, mis on sünnihetkel ja esimene kaitseliin kogu meie elu jooksul.

Erinevalt nende kohanemisvõimelistest seltsimeestest, kes sihivad täpsemalt sissetungijaid, kasutab kaasasündinud üksus strateegiat "põletada kõik", et võidelda infektsioonidega, suurendades kohalikku põletikku. See on kahe teraga mõõk. Kuigi see on kasulik nooruses, muutub üksus vanusega domineerivaks, põhjustades kroonilist põletikku, mis järk-järgult kahjustab keha.

Selle põhjust võib otsida immuunsüsteemi tüvirakkude päritolust.

Vere tüvirakke on mitut tüüpi. Mõned toodavad mõlemat immuunüksust võrdselt; teised on kaasasündinud üksuse poole kaldu. Vanusega seda viimast järk-järgult üle võtma, suurendades kroonilist põletikku, vähendades samal ajal kaitset uute patogeenide eest. See on osaliselt põhjus, miks eakatel inimestel soovitatakse teha uusi gripivaktsiine ja miks nad olid esimesed Covid-19 vastase vaktsineerimise järjekorras.

Uues uuringus kirjeldatakse praktilist lähenemisviisi vananenud immuunsüsteemi tasakaalustamiseks. Antikehadel põhineva ravi abil hävitasid teadlased otseselt kroonilist põletikku põhjustavate tüvirakkude populatsiooni.

Verevann

Nagu enamikul rakkudel, on ka vere tüvirakkudel ainulaadne sõrmejälg - valkude kogum, mis katavad nende pinda. Rakkude alamhulk, mida nimetatakse minu-HSC-deks, toodab tõenäolisemalt kaasasündinud immuunsüsteemi rakke, mis käivitab vanusega kroonilise põletiku.

Kaevandades vere tüvirakkudest mitut geeniekspressiooni andmestikku, leidis meeskond kolm valgumarkerit, mida nad said kasutada vanade hiirte minu-HSC-rakkude tuvastamiseks ja sihtimiseks. Seejärel konstrueerisid nad rakkude elimineerimiseks suunatud antikeha.

Vaid nädal pärast selle infundeerimist eakatele hiirtele oli antikeha vähendanud myHSC rakkude arvu nende luuüdis ilma teisi vere tüvirakke kahjustamata. Geneetiline ekraan kinnitas, et hiirte immuunprofiil sarnanes rohkem noorte hiirte omaga.

Ühekordne ravi kestis "silmatorkavalt” pikk, kirjutasid Kasu ja Signer. Üks süst vähendas tülikas tüvirakke vähemalt kaheks kuuks – ligikaudu kaheteistkümnendiku võrra hiire elueast. Kuna minu-HSC-d ei domineeri enam, saavutasid terved vere tüvirakud luuüdis. Vähemalt neli kuud tootsid töödeldud hiired adaptiivses immuunüksuses rohkem rakke kui nende sarnase vanusega eakaaslased, samas kui neil oli vähem üldist põletikku.

Ülima testina esitas meeskond eakatele hiirtele väljakutse raske viirusega. Nakkuse võitmiseks pidid adaptiivse immuunsüsteemi mitmed komponendid üles käima ja töötama koos.

Mõned eakad hiired said vaktsiini ja antikehi. Teised said ainult vaktsiini. Antikehaga ravitud isikutel tekkis suurem kaitsev immuunvastus. Kui neile manustati viiruse annus, värbas nende immuunsüsteem kiiresti adaptiivseid immuunrakke ja võitles infektsiooniga, samal ajal kui ainult vaktsiini saanud inimestel oli raskusi.

Tasakaalu taastamine

Uuring näitab, et kõik vere tüvirakud ei ole ühesugused. Põletikku põhjustavate ainete kõrvaldamine muudab otseselt kogu immuunsüsteemi bioloogilist "vanust", võimaldades tal paremini toime tulla kahjulike muutustega kehas ja võidelda infektsioonidega.

Nagu lekkiv prügikast, võivad kaasasündinud immuunrakud oma naabruskonda põletikulisi molekule visata. Allika puhastamisega oleks antikeha võinud muuta ka keskkonda, milles rakud elavad, nii et nad suudavad vananemise ajal paremini areneda.

Lisaks on immuunsüsteem vähi jälgimisel "silm taevas". Immuunfunktsiooni taaselustamine võib taastada vähirakkude kõrvaldamiseks vajalikud seiresüsteemid. Siinne antikeharavi võib potentsiaalselt kombineerida CAR T-ravi või klassikaliste vähivastaste ravimeetoditega, nagu keemiaravi, kui üks-kaks löögi haiguse vastu.

Kuid see ei tule kliinikutesse niipea. Ilma ootamatute tagasilöökide või regulatiivsete tõrgeteta, hindab meeskond kolm kuni viis aastat enne inimestel testimist. Järgmise sammuna soovivad nad laiendada ravi, et võidelda muude immuunsüsteemi talitlushäiretega seotud häiretega.

Image Credit: Volker Brinkmann

Ajatempel:

Veel alates Singulaarsuse keskus