Как с возрастом меняется иммунитет и можно ли повернуть биологическое время вспять?

Российские ученые приблизились к пониманию механизмов активного долголетия: они описали изменения в костном мозге и иммунных клетках, которые лежат в основе возрастного снижения защитных функций организма.

Эксперименты проводились на яванских макаках — виде, эволюционно близком к человеку.

Кроме того, специалистам удалось создать антитела, способные избирательно устранять состарившиеся клетки. Может ли такой подход способствовать продлению здоровой жизни и насколько реальна перспектива создания «эликсира молодости» — в материале «Известий».

Врожденный и адаптивный иммунитет

Ученые Научно-технологического университета «Сириус» сделали шаг к пониманию причин возрастного ослабления иммунной защиты.

Во время исследования они впервые проанализировали механизмы старения иммунной системы на образцах крови человека и эволюционно близких ему приматов — яванских макак.

Специалисты установили, что врожденный иммунитет — первая линия защиты организма — сохраняет стабильность на протяжении десятилетий. Клетки, отвечающие за поглощение бактерий, включая моноциты, демонстрируют сопоставимую эффективность у людей в возрасте от 20 до 70 лет, а также у пожилых приматов.

Это подтвердили разработанные исследователями тесты, оценивающие динамику фагоцитоза и бактерицидные свойства плазмы крови.

Кроме того, он выяснили, что моноциты способны удерживать на своей поверхности значительно больше бактерий, чем предполагалось ранее.

Этот вывод уточняет существующие представления о работе врожденного иммунитета и его роли в поддержании защитных функций организма с возрастом.

При этом адаптивный иммунитет, формирующийся на протяжении жизни, с возрастом претерпевает выраженные изменения, сообщили ученые.

У пожилых людей и приматов в нем накапливаются так называемые сенесцентные, или состарившиеся, клетки. Это нефункциональные Т-лимфоциты, которые утрачивают защитные свойства, но не удаляются из организма и выделяют провоспалительные факторы, поддерживающие хроническое воспаление.

Аналогичные клетки были выявлены и у яванских макак, что указывает на эволюционно консервативный характер этого механизма.

Возрастные изменения затрагивают и В-клетки, отвечающие за выработку антител. С возрастом они теряют способность к активному размножению, созреванию и секреции антител, что снижает устойчивость организма к инфекциям и уменьшает эффективность вакцинации у пожилых людей.

На основе полученных данных исследователи разработали прототипы антител, способных избирательно удалять состарившиеся клетки. В настоящее время эти разработки проходят тестирование на клеточных моделях.

— В рамках проекта были созданы биспецифические антитела, которые одним фрагментом связываются с сенесцентными клетками, а другим — захватывают Т-лимфоциты. В результате активированные иммунные клетки запускают цитотоксическую реакцию против клеток-мишеней.

Удаление состарившихся клеток освобождает нишу для регенерации и замещения их молодыми клетками, а также способствует снижению хронического воспаления в организме, — рассказал «Известиям» руководитель проекта и Ресурсного центра «Клеточные технологии и иммунология» лабораторного комплекса Университета «Сириус» Станислав Рыбцов.

Наиболее выраженные возрастные изменения ученые зафиксировали в костном мозге. Исследование образцов пожилых макак, полученных в Курчатовском комплексе медицинской приматологии, показало резкое снижение количества стволовых клеток крови, которые должны пожизненно обеспечивать организм новыми клетками иммунной системы.

Как отмечают исследователи, причина заключается в нарушении микроокружения, поддерживающего жизнеспособность этих клеток.

Сейчас специалисты изучают генетические изменения в костном мозге, чтобы найти способы восстановления условий для нормальной работы стволовых клеток.

Терапевтические антитела против старения

Ученые предполагают, что подобная интервенция способна существенно отсрочить развитие возраст-ассоциированных патологий, потенциально увеличивая период активного долголетия.

Согласно экстраполяции данных, с животных моделей, такой подход может соответствовать дополнительному десятилетию здоровой, качественной жизни, отметил Станислав Рыбцов.

Идея целенаправленного удаления состарившихся клеток обсуждается в научном сообществе уже давно, поскольку известно, что они ускоряют старение окружающих тканей и формируют провоспалительное микроокружение, рассказал «Известиям» научный сотрудник Института изучения старения Российского государственного научно-клинического центра РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России Михаил Болков.

С этой целью давно тестируются различные сенолитики — препараты, способные избирательно уничтожать сенесцентные, или состарившиеся, клетки, не затрагивая здоровые ткани.

— В последнее время активно разрабатываются стратегии «перенастройки» собственных иммунных клеток, чтобы они целенаправленно уничтожали старые клетки. Среди подходов — сенолитические вакцины и другие специфические методы.

Например, одна западная компания испытывает на мышах индуктор врожденных иммунных клеток, которые должны эффективно ликвидировать сенесцентные, — рассказал он.

Старение иммунной системы — одна из ключевых и наиболее актуальных проблем современной биомедицины, отметил профессор Городского университета Гонконга, эволюционный биолог Петр Лидский.

Долгое время старение рассматривали преимущественно как результат накопления повреждений ДНК, нарушений работы митохондрий, соматических мутаций и сбоев в регуляции генов. Разрабатывались различные модели, каждая из которых объясняла лишь часть процессов.

Однако по мере углубления исследований становится всё более очевидно: иммунная система не просто страдает с возрастом, она играет центральную роль в этом процессе.

— Связи между старением и иммунитетом проявляются с разных сторон. Некоторые теоретические модели, включая ту, над которой работает наша лаборатория, рассматривают старение почти как функциональную часть иммунной системы, — рассказал он «Известиям».

Открытие ученых сократить время на разработку штаммов-продуцентов с нескольких лет до полугода

Если она играет активную причинную роль в старении, то ее таргетированное омоложение может оказаться одним из наиболее перспективных и технологически доступных способов замедлить, а возможно — частично обратить возрастные изменения, отметил профессор.

— В этом контексте особенно важны результаты, полученные на яванских макаках. У этих приматов возрастные изменения иммунной системы во многом повторяют наблюдаемую у людей картину.

Это не удивительно, но имеет принципиальное значение: подтверждается пригодность яванских макак как модели для доклинического изучения иммунного старения и тестирования методов, направленных на его коррекцию, — отметил Петр Лидский.

По его словам, в ближайшие годы предстоит систематически тестировать эти подходы на животных моделях, включая приматов, оценивать их эффективность и безопасность, а также выяснить, насколько замедление старения иммунной системы действительно способно изменять общий процесс старения организма.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.

источник: Iz.ru, фото: Юрий Славин