Novo zdravljenje pomlajuje starajoči se imunski sistem pri starejših miših

Novo zdravljenje pomlajuje starajoči se imunski sistem pri starejših miših

Časovni žig: 29. marec 2024 1:32
A New Treatment Rejuvenates Aging Immune Systems in Elderly Mice PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

naše imunski sistem je kot dobro izurjena brigada.

Vsaka enota ima edinstveno posebnost. Nekatere celice neposredno ubijejo vsiljive sovražnike; drugi sproščajo proteinske "markerje", da pritegnejo vrste imunskih celic na tarčo. Skupaj sta mogočna sila, ki se bori proti biološkim grožnjam – tako proti patogenom izven telesa kot proti rakavim ali starajočim se »zombi« celicam od znotraj.

Z leti se tovarištvo poruši. Nekatere enote se razplamtijo in povzročijo kronično vnetje, ki pustoši v možganih in telesu. Te celice povečujejo tveganje za demenco, bolezni srca in postopoma izčrpavajo mišice. Druge enote, ki se borijo z novimi patogeni – kot je nov sev gripe – se počasi zmanjšujejo, zaradi česar je težje preprečiti okužbe.

Vse te celice izvirajo iz enega vira: vrste izvorne celice v kostnem mozgu.

Ta teden, v študija objavljeno v Narava, znanstveniki pravijo, da so obnovili ravnovesje med enotami pri starih miših in povrnili njihov imunski sistem nazaj v mladostno stanje. Z uporabo protiteles je skupina ciljala na subpopulacijo izvornih celic, ki se sčasoma razvijejo v imunske celice, ki so osnova kroničnega vnetja. Protitelesa so se zataknila za tarče in zbrala druge imunske celice, da bi jih izbrisala.

Pri starejših miših je zdravljenje z enim odmerkom ponovno okrepilo njihov imunski sistem. Ko so bile izzvane s cepivom, so miši ustvarile močnejši imunski odziv kot nezdravljene vrstnice in se brez težav ubranile kasnejših virusnih okužb.

Pri pomlajevanju imunskega sistema ne gre le za boj proti patogenom. Starejši imunski sistem poveča tveganje za pogoste s starostjo povezane zdravstvene težave, kot so demenca, možganska kap in srčni napadi.

"Odprava osnovnih dejavnikov staranja je ključnega pomena za preprečevanje več bolezni, povezanih s staranjem," Napisal znanstveniki za izvorne celice dr. Yasar Arfat Kasu in Robert Signer s kalifornijske univerze v San Diegu, ki nista sodelovala v študiji. Intervencija bi "lahko imela tako velik vpliv na krepitev imunosti, zmanjšanje incidence in resnosti kroničnih vnetnih bolezni ter preprečevanje krvnih motenj."

Nasledstvo matičnih celic

Vse krvne celice izvirajo iz enega samega vira: hematopoetskih matičnih celic ali krvnih matičnih celic, ki se nahajajo v kostnem mozgu.

Nekatere od teh matičnih celic sčasoma postanejo "borilne" bele krvne celice, vključno s T-celicami morilkami, ki – v skladu s svojim imenom – neposredno uničujejo rakave celice in okužbe. Drugi postanejo celice B, ki črpajo protitelesa, da označijo napadalce za odstranitev. Ta enota imunskega sistema se imenuje "prilagodljiva", ker se lahko spopade z novimi vsiljivci, ki jih telo še ni videlo.

Še več krvnih matičnih celic se spremeni v nešteto drugih vrst imunskih celic – vključno s tistimi, ki dobesedno žrejo svoje sovražnike. Te celice tvorijo prirojeno imunsko enoto, ki je prisotna ob rojstvu in je prva obrambna linija vse naše življenje.

Za razliko od njihovih prilagodljivih tovarišev, ki natančneje ciljajo na napadalce, prirojena enota uporablja strategijo »požgi vse« za boj proti okužbam s povečanjem lokalnega vnetja. To je dvorezen meč. Čeprav je uporabna v mladosti, s starostjo enota postane prevladujoča in povzroči kronično vnetje, ki postopoma poškoduje telo.

Razlog za to lahko najdemo v izvoru izvornih celic imunskega sistema.

Krvne matične celice so na voljo v več vrstah. Nekateri proizvajajo obe imunski enoti enako; drugi so pristranski do prirojene enote. S starostjo slednje postopoma prevzeti, povečuje kronično vnetje in hkrati zmanjšuje zaščito pred novimi patogeni. Delno tudi zato starejšim ljudem svetujejo nova cepljenja proti gripi in zakaj so bili prvi na vrsti za cepljenje proti covidu-19.

Nova študija opisuje praktičen pristop k ponovnemu uravnoteženju ostarelega imunskega sistema. Z uporabo terapije, ki temelji na protitelesih, so znanstveniki neposredno izbrisali populacijo izvornih celic, ki povzročajo kronično vnetje.

Krvna kopel

Kot večina celic imajo matične krvne celice edinstven prstni odtis – niz beljakovin, ki so posejane po njihovih površinah. Podmnožica celic, imenovana my-HSC, bolj verjetno proizvaja celice v prirojenem imunskem sistemu, ki s starostjo sproži kronično vnetje.

Z rudarjenjem množice podatkov o izražanju več genov iz krvnih izvornih celic je ekipa našla tri proteinske označevalce, ki bi jih lahko uporabili za identifikacijo in ciljanje celic my-HSC pri starih miših. Nato so izdelali protitelo, ki cilja na celice za izločanje.

Samo teden dni po infundiranju starejšim mišim je protitelo zmanjšalo število celic myHSC v njihovem kostnem mozgu, ne da bi poškodovalo druge krvne izvorne celice. Genetski pregled je potrdil, da je imunski profil miši bolj podoben profilu mladih miši.

Enkratno zdravljenje je trajalo “presenetljivo” dolgo, sta zapisala Kasu in Signer. Ena sama injekcija je zmanjšala število težavnih matičnih celic za vsaj dva meseca – približno dvanajstino življenjske dobe miši. Ker my-HSC niso več prevladovali, so se zdrave krvne matične celice uveljavile v kostnem mozgu. Vsaj štiri mesece so zdravljene miši proizvedle več celic v adaptivni imunski enoti kot njihove podobno stare vrstnice, medtem ko so imele manj splošnega vnetja.

Kot končni preizkus je ekipa izzvala starejše miši s težkim virusom. Da bi premagali okužbo, se je moralo več komponent prilagodljivega imunskega sistema okrepiti in delovati usklajeno.

Nekatere starejše miši so prejele cepivo in zdravljenje s protitelesi. Drugi so le prejeli cepivo. Tisti, zdravljeni s protitelesom, so razvili močnejši zaščitni imunski odziv. Ko so prejeli odmerek virusa, je njihov imunski sistem hitro rekrutiral prilagodljive imunske celice in se ubranil okužbe – medtem ko so se tisti, ki so prejeli samo cepivo, borili.

Obnovitev ravnovesja

Študija kaže, da niso vse krvne matične celice enake. Odprava tistih, ki povzročajo vnetje, neposredno spremeni biološko »starost« celotnega imunskega sistema in mu omogoči, da se bolje spopade s škodljivimi spremembami v telesu in se ubrani okužb.

Tako kot puščajoči smetnjak lahko prirojene imunske celice odvržejo vnetne molekule v svojo soseščino. S čiščenjem vira bi protitelo lahko spremenilo tudi okolje, v katerem živijo celice, tako da lahko bolje uspevajo med staranjem.

Poleg tega je imunski sistem "oko v nebu" za spremljanje raka. Oživitev imunske funkcije bi lahko obnovila nadzorne sisteme, potrebne za odpravo rakavih celic. Zdravljenje s protitelesi tukaj bi se lahko potencialno povezalo s terapijo CAR T ali klasičnimi terapijami proti raku, kot je kemoterapija, kot en ali dva udarca proti bolezni.

Toda na klinike ne pride kmalu. Brez nepričakovanih zastojev ali regulativnih kolcanja, ocenjuje ekipa tri do pet let pred testiranjem na ljudeh. Kot naslednji korak želijo razširiti terapijo za reševanje drugih motenj, povezanih z nepravilnim delovanjem imunskega sistema.

Kreditno slike: Volker Brinkmann

Časovni žig:

Več od Središče singularnosti