Како људи старе, имуни систем често постаје мање ефикасан. Популације Т ћелија се смањују, а преостале ћелије могу спорије реаговати на клице. То успоравање може учинити старије одрасле особе рањивијим на многе врсте инфекција.
Да би се позабавили овим опадањем старости, научници са МИТ-а и Института Броад развили су метод за привремено репрограмирање ћелија јетре на начин који јача перформансе Т ћелија. Циљ је да се надокнади смањени излаз тимуса, органа у коме Т ћелије нормално сазревају.
У студији, тим је користио мРНА за испоруку три важна фактора који подржавају преживљавање Т ћелија. Овим приступом успели су да подмладе имуни систем мишева. Старији мишеви који су примили третман произвели су веће и разноврсније популације Т ћелија након вакцинације, а такође су показали побољшане одговоре на имунотерапију рака.
Истраживачи кажу да ако се ова стратегија може прилагодити пацијентима, то би могло помоћи људима да остану здравији како старе.
„Ако можемо да обновимо нешто битно као што је имуни систем, надамо се да можемо помоћи људима да остану без болести током дужег периода свог живота“, каже Фенг Зханг, Џејмс и Патриша Поитрас професор неуронауке на МИТ-у, који има заједничке састанке у одељењима за мозак и когнитивне науке и биолошко инжењерство.
Зханг је такође истраживач на МцГоверн институту за истраживање мозга на МИТ-у, члан језгре института на Броад институту МИТ-а и Харварда, и истраживач на Медицинском институту Хауард Хјуз. Он је старији аутор нове студије. Бивши постдоктор МИТ-а Мирцо Фриедрицх је главни аутор рада, који је објављен у Природа.
Тимус и зашто Т ћелије опадају са годинама
Тимус је мали орган који се налази испред срца и неопходан је за изградњу здравог снабдевања Т ћелијама. Унутар тимуса, незреле Т ћелије пролазе кроз процес контролне тачке који помаже у стварању разноликог скупа Т ћелија. Тимус такође ослобађа цитокине и факторе раста који помажу Т ћелијама да преживе.
Али почевши од раног одраслог доба, тимус почиње да се смањује. Овај процес се назива инволуција тимуса и смањује способност тела да производи нове Т ћелије. Отприлике до 75. године, тимус је у суштини нефункционалан.
„Како старимо, имуни систем почиње да опада. Желели смо да размислимо како да задржимо ову врсту имунолошке заштите у дужем временском периоду и то нас је навело на размишљање о томе шта можемо да урадимо да ојачамо имунитет“, каже Фридрих.
Ранији напори да се подмлађује имуни систем често су се фокусирали на слање фактора раста Т ћелија кроз крвоток, али тај приступ може изазвати штетне нежељене ефекте. Други истраживачи истражују да ли трансплантиране матичне ћелије могу помоћи у поновном расту функционалног ткива тимуса.
Привремена фабрика јетре коју покреће мРНА
Тим МИТ-а је изабрао другачију стратегију. Питали су да ли се тело може подстаћи да створи привремену „фабрику“ која производи исте сигнале за стимулацију Т ћелија које типично производи тимус.
„Наш приступ је више синтетички приступ“, каже Зханг. „Ми дизајнирамо тело да опонаша лучење тимусног фактора.“
За посао су одабрали јетру из неколико разлога. Јетра може производити велике количине протеина чак иу старости. Такође је лакше испоручити мРНА у јетру него у многе друге органе. Поред тога, сва крв која циркулише тече кроз јетру, укључујући Т ћелије, што је чини практичним местом за ослобађање сигнала подршке имунитету у крвоток.
Да би изградили ову фабрику, истраживачи су одабрали три имунолошка сигнала укључена у сазревање Т ћелија. Они су кодирали ове факторе у мРНА и упаковали секвенце у липидне наночестице. Након ињекције у крвоток, наночестице се скупљају у јетри. Хепатоцити преузимају иРНК и почињу да праве протеине које она кодира.
Испоручена три фактора су ДЛЛ1, ФЛТ-3 и ИЛ-7. Ови сигнали помажу да се незреле прогениторне Т ћелије развију у потпуно диференциране Т ћелије.
Предности вакцине и имунотерапије против рака код старијих мишева
Експерименти на мишевима су показали вишеструке позитивне резултате. У једном тесту, истраживачи су убризгали честице мРНА у мишеве старе 18 месеци, што је отприлике упоредиво са људима у 50-им годинама. Пошто мРНА не траје дуго у телу, тим је давао поновљене дозе током четири недеље како би јетра стално производила факторе.
Након третмана, популације Т ћелија су се значајно повећале и по величини и по функцији.
Тим је затим испитао да ли је приступ побољшао одговоре на вакцину. Вакцинисали су мишеве овалбумином, протеином који се налази у беланцима јајета који се често користи за проучавање имунолошких реакција на одређени антиген. Код мишева старих 18 месеци који су примили третман мРНА пре вакцинације, број цитотоксичних Т ћелија које циљају овалбумин се удвостручио у поређењу са нетретираним мишевима истог узраста.
Истраживачи су такође открили да метода мРНА може ојачати одговоре на имунотерапију рака. Лечили су мишеве старе 18 месеци мРНК, имплантирали туморе, а затим су мишевима дали лек за инхибиторе контролне тачке. Овај лек циља на ПД-Л1 и намењен је ослобађању кочница имуног система како би Т ћелије могле ефикасније да нападну туморске ћелије.
Мишеви који су примили и инхибитор контролне тачке и третман мРНА имали су много веће стопе преживљавања и живели дуже од мишева који су примали лек инхибитора контролне тачке без третмана мРНА.
Истраживачи су утврдили да су сва три фактора потребна за побољшање имунитета. Ниједан појединачни фактор не би могао да репродукује пун ефекат. Затим, тим планира да тестира приступ на додатним животињским моделима и тражи друге сигналне факторе који би могли додатно ојачати имунолошку функцију. Такође желе да истраже како третман утиче на друге имуне ћелије, укључујући Б ћелије.
Други аутори рада су Јулие Пхам, Јиакун Тиан, Хонгиу Цхен, Јиахао Хуанг, Никлас Кехл, Сопхиа Лиу, Блаке Ласх, Феи Цхен, Ксиао Ванг и Рхианнон Мацрае.
Истраживање је делимично финансиран од стране Медицинског института Хауард Хјуз, Центра за мозак К. Лизе Јанг на МИТ-у, донатора поклона програмабилних терапеутских поклона Института Броад, Фондације Персхинг Скуаре, породице Филипс, Ј. и П. Поитрас, и ЕМБО постдокторске стипендије.
