Учёные из Monash Biomedicine Institute добились прогресса в омоложении стареющей иммунной системы, выявив факторы, ответственные за уменьшение тимуса.

Тимус уменьшается по мере старения

Тимус является одним из наиболее важных органов в организме, и именно в нём тимоциты, образующиеся в костном мозге, становятся новыми Т-клетками, прежде чем вызреть в лимфатических узлах, чтобы стать защитниками адаптивной иммунной системы. Однако, когда мы становимся старше, тимус всё больше замещается жиром и начинает уменьшаться, и его способность производить новые Т-клетки резко уменьшается. Этот процесс известен как инволюция тимуса и фактически начинается вскоре после полового созревания, поэтому это один из аспектов старения, который начинается весьма рано, хотя проходит много десятилетий, прежде чем его уменьшение вызывает серьёзные проблемы.

Уменьшение выработки новых Т-клеток из тимуса приводит к снижению адаптивной иммунной системы и является частью общего старения иммунной системы. Конечным результатом процесса иммуносенесценции является то, что ваше тело больше не может обеспечить эффективную защиту от болезней, неправильно активируется, что приводит к иммунной дисфункции и хроническому воспалению.

Уменьшение тимуса связано с риском развития рака, который резко возрастает с возрастом, согласно концепции иммуносенесцентного рака. Иммунное старение также сильно коррелирует с множественными возрастными патологиями, что, вероятно, неудивительно, учитывая, что пожилая иммунная система больше не может эффективно и адекватно реагировать на вторжение патогенных микроорганизмов.

Хотя давно известно, что тимус уменьшается с возрастом, точные механизмы этой инволюции не были полностью ясны.

Нисходящая спираль

Новая работа пролила свет на то, что ведёт к потере функции тимуса в пожилом возрасте и, как следствие, к нарушению производства иммунных клеток. Опубликованное в журнале Cell новое исследование заложило основу разработки методов лечения, которые могут помочь тимусу восстановить его способность вырабатывать Т-клетки и бороться с инфекциями и болезнями.

Исследователи показывают, что BMP4 и активин являются факторами роста и дифференцировки, являющиеся ключевыми в самообновлении и дифференцировке эпителиальных стволовых клеток тимуса, и что изменение их уровней в результате старения вызывает потерю этих эпителиальных клеток. Эта потеря в результате приводит к снижению производства Т-клеток в тимусе, что в конечном итоге оставляет нас открытыми инфекции и болезням. Это исследование является первым в мире, и выявляет основную причину, по которой мы испытываем потерю эпителиальных стволовых клеток тимуса, а также молекулы и механизмы, которые управляют этим процессом.

Следующим шагом учёных будет поиск способов обратить вспять это уменьшение и снова включить тимус, чтобы возобновить производство Т-клеток. Учёные полагают, что возрастные изменения в тимусе можно обратить вспять, и сейчас они изучают, можно ли спроектировать терапию для регенерации эпителиальных стволовых клеток тимуса.

Ключевой особенностью нарушения иммунитета с возрастом является прогрессирующая инволюция ткани тимуса, ответственная за выработку наивных Т-клеток. В этом исследовании мы описали две основные фазы потери эпителиальных клеток тимуса (TEC) во время старения: блокирование дифференцировки зрелых TEC из пула незрелых предшественников, происходящее в начале полового созревания, за которым следует нарушение бипотентной дифференцировки предшественников TEC и истощение пулов Sca-1lo cTEC и mTEC специфичных предшественников. Мы обнаружили, что увеличение производства фоллистатина способствует их гибели. Потеря TEC происходит главным образом из-за антагонизма передачи сигналов активина A, который, как мы показываем, нужен для созревания TEC и действует в диссонансе с BMP4, что способствует сохранению пулов предшественников TEC. Эти результаты подтверждают, что дисбаланс передачи сигналов активина A и BMP4 лежит в основе дегенерации постнатальных пулов TEC во время старения, а его обращение позволяет временно увеличить пулы зрелых TEC.

Заключение

Эффективное нацеливание на эти пути может привести к восстановлению не только выработки Т-клеток тимусом, но и разнообразия Т-клеток. Это может значительно улучшить здоровье пожилых людей, у которых обычно наблюдается плохая или почти нефункциональная выработка Т-клеток в результате инволюции тимуса. Если можно разработать терапию, которая восстанавливает тимус, восстанавливая его функции к более юному уровню, она может улучшить здоровье пожилых людей и снизить риск заболевания множеством возрастных патологий и инфекционных заболеваний.

Некоторые компании и научные группы в настоящее время занимаются омоложением тимуса, и имеющаяся информация, включая эксперименты на животных и предварительные испытания на человеке, позволяют нам полагать, что регенерация тимуса вполне возможна в ближайшее время.