En ny behandling forynger aldrende immunsystem hos eldre mus

En ny behandling forynger aldrende immunsystem hos eldre mus

Tidsstempel: 29. mars 2024 1:32
En ny behandling forynger aldrende immunsystemer hos eldre mus PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikalt søk. Ai.

Vår immunsystem er som en veltrent brigade.

Hver enhet har en unik spesialitet. Noen celler dreper invaderende fiender direkte; andre frigjør protein "markører" for å tiltrekke immuncelletyper til et mål. Sammen er de en formidabel kraft som bekjemper biologiske trusler – både patogener fra utsiden av kroppen og kreft eller eldre «zombie»-celler innenfra.

Med alderen bryter kameratskapet sammen. Noen enheter blusser opp og forårsaker kronisk betennelse som skaper kaos i hjernen og kroppen. Disse cellene øker risikoen for demens, hjertesykdom og gradvis svekke muskler. Andre enheter som kjemper mot nye patogener – for eksempel en ny influensastamme – avtar sakte, noe som gjør det vanskeligere å avverge infeksjoner.

Alle disse cellene kommer fra en enkelt kilde: en type stamceller i benmargen.

Denne uken, i en studie publisert i Natur, sier forskere at de gjenopprettet balansen mellom enhetene i gamle mus, og satte immunforsvaret tilbake til en ungdommelig tilstand. Ved å bruke et antistoff målrettet teamet seg mot en underpopulasjon av stamceller som til slutt utvikler seg til immuncellene som ligger til grunn for kronisk betennelse. Antistoffene festet seg til mål og samlet andre immunceller for å utslette dem.

Hos eldre mus styrket engangsbehandlingen immunforsvaret deres. Når de ble utfordret med en vaksine, genererte musene en sterkere immunrespons enn ikke-behandlede jevnaldrende og kjempet lett mot senere virusinfeksjoner.

Å forynge immunsystemet handler ikke bare om å takle patogener. Et gammelt immunsystem øker risikoen for vanlige aldersrelaterte medisinske problemersom demens, hjerneslag og hjerteinfarkt.

"Å eliminere de underliggende årsakene til aldring er sentralt for å forebygge flere aldersrelaterte sykdommer," skrev stamcelleforskere Drs. Yasar Arfat Kasu og Robert Signer ved University of California, San Diego, som ikke var involvert i studien. Intervensjonen "kan dermed ha en overordnet innvirkning på å styrke immuniteten, redusere forekomsten og alvorlighetsgraden av kroniske inflammatoriske sykdommer og forebygge blodsykdommer."

Stamcellesuksesjon

Alle blodceller oppstår fra en enkelt kilde: hematopoietiske stamceller, eller blodstamceller, som ligger i benmargen.

Noen av disse stamcellene blir til slutt "fighter" hvite blodceller, inkludert drepende T-celler som - i tråd med navnet deres - direkte ødelegger kreftceller og infeksjoner. Andre blir B-celler som pumper ut antistoffer for å merke inntrengere for eliminering. Denne enheten av immunsystemet kalles "adaptiv" fordi den kan takle nye inntrengere kroppen aldri har sett.

Enda flere blodstamceller forvandles til utallige andre immuncelletyper – inkludert de som bokstavelig talt spiser fiendene deres. Disse cellene danner den medfødte immunenheten, som er til stede ved fødselen og den første forsvarslinjen gjennom hele livet.

I motsetning til deres adaptive kamerater, som mer presist retter seg mot inntrengere, bruker den medfødte enheten en "brenn alt"-strategi for å bekjempe infeksjoner ved å øke lokal betennelse. Det er et tveegget sverd. Mens den er nyttig i ungdom, blir enheten dominerende med alderen, noe som forårsaker kronisk betennelse som gradvis skader kroppen.

Årsaken til dette kan finnes i immunsystemets stamcelleopprinnelse.

Blodstamceller kommer i flere typer. Noen produserer begge immunenhetene likt; andre er partisk mot den medfødte enheten. Med alderen, sistnevnte gradvis overta, øker kronisk betennelse samtidig som beskyttelsen mot nye patogener reduseres. Dette er delvis grunnen til at eldre anbefales å ta nye influensasprøyter, og hvorfor de var først i køen for vaksinasjon mot Covid-19.

Den nye studien beskriver en praktisk tilnærming for å rebalansere det gamle immunsystemet. Ved å bruke en antistoffbasert terapi utslettet forskerne direkte bestanden av stamceller som fører til kronisk betennelse.

Blodbad

Som de fleste celler har blodstamceller et unikt fingeravtrykk - et sett med proteiner som prikker overflaten deres. En undergruppe av cellene, kalt my-HSCs, er mer sannsynlig å produsere celler i det medfødte immunsystemet, som utløser kronisk betennelse med alderen.

Ved å utvinne flere genuttrykksdatasett fra blodstamceller, fant teamet tre proteinmarkører de kunne bruke for å identifisere og målrette my-HSCs-celler i gamle mus. De konstruerte deretter et antistoff for å målrette cellene for eliminering.

Bare en uke etter at det ble infundert i eldre mus, hadde antistoffet redusert antall myHSC-celler i benmargen uten å skade andre blodstamceller. En genetisk skjerm bekreftet at musenes immunprofil var mer lik den for unge mus.

One-shot-behandlingen varte "slående” lang, skrev Kasu og Signer. En enkelt injeksjon reduserte de plagsomme stamcellene i minst to måneder - omtrent en tolvtedel av en muss levetid. Da my-HSCs ikke lenger dominerte, vant friske blodstamceller terreng inne i benmargen. I minst fire måneder produserte de behandlede musene flere celler i den adaptive immunenheten enn deres like gamle jevnaldrende, mens de hadde mindre generell betennelse.

Som en ultimat test utfordret teamet eldre mus med et vanskelig virus. For å bekjempe infeksjonen, måtte flere komponenter i det adaptive immunsystemet øke og jobbe sammen.

Noen eldre mus fikk vaksine og antistoffbehandling. Andre fikk bare vaksinen. De som ble behandlet med antistoffet hadde en større beskyttende immunrespons. Når de fikk en dose av viruset, rekrutterte immunsystemene deres raskt adaptive immunceller og kjempet mot infeksjonen – mens de som bare fikk vaksinen slet.

Gjenoppretter balanse

Studien viser at ikke alle blodstamceller er like. Å eliminere de som forårsaker betennelse endrer direkte den biologiske "alderen" til hele immunsystemet, slik at det bedre kan takle skadelige endringer i kroppen og bekjempe infeksjoner.

Som en lekkende søppeldunk, kan medfødte immunceller dumpe inflammatoriske molekyler inn i nabolaget deres. Ved å rydde opp i kilden kunne antistoffet også endret miljøet cellene lever i, slik at de er bedre i stand til å trives under aldring.

I tillegg er immunsystemet et "øye i himmelen" for å overvåke kreft. Å gjenopplive immunfunksjonen kan gjenopprette overvåkingssystemene som trengs for å eliminere kreftceller. Antistoffbehandlingen her kan potensielt kombineres med CAR T-terapi eller klassiske anti-kreftterapier, for eksempel kjemoterapi, som en en-to-punch mot sykdommen.

Men den kommer ikke til klinikkene snart. Uten uventede tilbakeslag eller regulatoriske hikke, anslår teamet tre til fem år før testing på mennesker. Som et neste trinn ønsker de å utvide behandlingen for å takle andre lidelser relatert til et funksjonsfeil immunsystem.

Bilde Credit: Volker Brinkmann

Tidstempel:

Mer fra Singularity Hub