سلول‌های T با کمک دیگر سلول‌های ایمنی پیری را از بین می برند

به گزارش سیناپرس، مانند تمام سلول های بدن ما، سلول های ایمنی نیز پیر می شوند. با گذشت زمان، آنها کمتر و کمتر قادر به مبارزه با عفونت، سرطان و بیماری می شوند. پیش از این، محققان فکر می‌کردند که روند پیری و ضعیف شدن سلول‌ها، که به پیری سلولی معروف است، نتیجه اجتناب‌ناپذیر عفونت و گذر زمان است. اما مطالعه‌ای که 15 سپتامبر در Nature Cell Biology منتشر شد، نشان می‌دهد که تعامل بین سلول‌های T و سلول‌های ارائه‌دهنده آنتی‌ژن (APCs) در اوایل پاسخ ایمنی به ویروس‌ها ممکن است تعیین کند که سلول‌های T با چه سرعتی کاهش ‌یابند.
تلومرها توالی‌های طولانی و تکرار شونده‌ای از DNA هستند که کروموزوم‌ها را بسته و انتهای آن‌ها را از عمل ساییدگی و حذف محافظت می‌کنند. با افزایش سن سلول ها، تلومرهای آنها با هر تقسیم سلولی کوتاه تر و کوتاه تر می شوند تا اینکه در نهایت، دیگر نمی توانند تقسیم شوند. مطالعه جدید نشان می‌دهد که پس از عفونت، سلول‌های APC، سلول‌هایی که در ابتدا پاسخ ایمنی سلول‌های T را با ارائه یک آنتی‌ژن خارجی آغاز می‌کنند، DNA سلول های T ، سلول‌های سفید خونی که با ویروس‌ها مبارزه می‌کنند، را قطع کرده و تلومرهای خود را به سلول‌های T می‌رسانند.
محققان دریافتند که وقتی APCS تلومرهای خود را به سلول‌های T می‌رساند، سلول‌های T به پیکربندی سلول‌های بنیادی تبدیل می‌شوند که پیری آن‌ها را به تاخیر می‌اندازد. محققان همچنین دریافتند که این تعامل ایمنی طولانی مدت را در موش ها تقویت می کند و نشان می دهد که این یافته می تواند راه را برای واکسیناسیون کارآمدتر هموار کند.
آنتونی جی کوراوبیاس، ایمونولوژیست دانشگاه UCLA می گوید: این مقاله واقعاً جذاب است. او می‌گوید که این مقاله مکانیسم واقعاً جالبی را روشن می‌کند که از پیر شدن سلول‌های T جلوگیری می‌کند.

افزایش عمر سلولی از طریق تلومرها

هنگامی که یک مهاجم خارجی مانند یک ویروس وارد بدن می شود، سلول های T به سرعت تقسیم می شوند و تعداد آنها به شدت افزایش می یابد. پیش از این، دانشمندان می‌دانستند که سلول‌های T از تلومراز، آنزیمی که تلومرها را گسترش می‌دهد، برای مبارزه با از دست دادن تلومر در طول این تقسیم سریع استفاده می‌کنند، که در طول زمان می‌تواند منجر به کوتاه شدن تلومرها و در نهایت پیری شود. اما تلومراز برای جلوگیری از پیری سلول T کافی نیست و دانشمندان را به جستجوی مکانیسم کلیدی دیگری می‌فرستد که مسئول محافظت در برابر پیری سلول T است.
محققان، تیمی از دانشگاه کالج لندن به سرپرستی ایمونولوژیست آلسیو لانا، در ابتدا به نقش تلومرها در پیری سلول های ایمنی علاقه مند بودند و زمانی که اهدای تلومر را کشف کردند، طول تلومر را در طول پاسخ ایمنی تجزیه و تحلیل کردند. (لانا همچنین مدیر عامل Sentcell است، یک شرکت بیوتکنولوژی که هدف آن افزایش طول عمر انسان از طریق جوان سازی سلول های T است.)
برای جداسازی سلول‌های ایمنی، لانا و همکارانش سلول‌های T و سلول‌های APC را از خون شرکت‌کنندگان در تحقیقات انسانی استخراج کردند و سپس این سلول‌ها را کشت دادند. سپس سلول‌ها را در معرض مخلوطی از آنتی‌ژن‌های متشکل از تکه‌های ویروس‌های مختلف قرار دادند تا اطمینان حاصل شود که سلول‌های APC و T به هم متصل می‌شوند تا یک پاسخ ایمنی واقعی را تکرار کنند. در نهایت، آنها طول تلومرهای مربوط به سلول ها را با تکنیک توالی یابی آنالیز کردند.
لانا می‌گوید: ما در حال بررسی سیناپس‌های ایمنی بین سلول‌های T و سلول‌های ارائه‌دهنده آنتی‌ژن بودیم که مشاهده‌ای غیرمنتظره انجام دادیم. وقتی سلول‌های APC و T که آنها مشاهده می‌کردند به هم پیوستند، تلومرهای سلول T طولانی‌تر شدند، در حالی که تلومرهای APC کوچک شدند. این عمل تلومرهای سلول های T دریافت کننده را تا 30 برابر بیشتر از تلومراز گسترش داد.
برای اینکه بفهمند آیا APCها واقعا تلومرهای خود را اهدا می کنند، محققان تلومرهای APC را با نشانگرهای فلورسنت برچسب گذاری کردند. پس از ارائه آنتی ژن به سلول ها، تیم دانشمندان خوشه هایی از تلومرها را دیدند که هسته های APC را ترک کردند و در محل اتصال بین سلول های APC و سلول های T جمع شدند. سپس محققان این وزیکول های پر از تلومر را با استفاده از مرتب سازی وزیکول فعال شده با فلورسانس جدا کردند. پس از اینکه وزیکول های مشتق شده از APC به سلول های T تحویل داده شدند، حتی در غیاب APCها، سلول های T دی ان آ تلومری APC را گرفتند و آن را به انتهای کروموزوم های خود چسباندند.
این تیم تحقیقاتی دریافتند که این وزیکول‌ها تکثیر سلول‌های T را افزایش داده و تعداد سلول‌های T با پروتئین‌های نشانگر پیری را کاهش داده و از جمعیت سلول‌های T با تلومرهای کوتاه از پیری اولیه محافظت می‌کنند. همچنین تعداد سلول‌های T حافظه‌ی بنیادی افزایش یافت که در صورت مواجهه مجدد با یک پاتوژن قادر به انجام عملکردهای اثرگذار یا حافظه هستند. سلول‌های T در افزایش التهاب و کشتن سلول‌های آلوده نقش دارند، در حالی که سلول‌های حافظه اطلاعاتی در مورد تهدیدات بدن برای شروع پاسخ‌های ایمنی در آینده نگه می‌دارند.
به گفته لانا، مطالعات قبلی از گروه‌های دیگر مشخص کرده بود که در پیکربندی بیشتر سلول‌های بنیادی، سلول‌های T طولانی‌تر از آنهایی که تمایز یافته‌اند، عمر می‌کنند. نتایج نشان می‌دهد که سرنوشت برخی از سلول‌های T – چه پیر شوند یا نه – زمانی تعیین می‌شود که APCها تلومرها را به سلول‌های T تحویل دهند. این بدان معنی است که سرنوشت برخی از سلول های T قبل از شروع پاسخ ایمنی بسته می شود. لانا می‌گوید: این برخلاف اصول اعتقادی در زمینه پیری ایمنی است.

تقویت ایمنی درون تنی

این اهدای تلومر همچنین به نظر می رسد که ایمنی را در طولانی مدت در موش ها تقویت کند. در آزمایش دیگری، محققان سلول‌های T را در معرض واکسن آنفولانزا قرار دادند، سپس یک گروه از سلول‌های T را در معرض وزیکول‌های پر از تلومر مشتق شده از APC و گروه دیگر را در معرض وزیکول‌های بدون تلومر قرار دادند. سپس سلول‌های T را به گروه‌های جداگانه‌ای از موش‌ها تزریق کردند که در معرض H1N1، سویه‌ای از آنفولانزا که معمولاً آنفولانزای خوکی نامیده می‌شود، قرار گرفتند. موش هایی که هیچ نوع درمانی دریافت نکردند تقریباً فوراً به دلیل آنفولانزا مردند، اما به نظر می رسید هر دو نوع درمان با سلول T از موش ها پس از تزریق ویروس محافظت می کند. پس از 15 روز، محققان هر دو گروه موش را دوباره در معرض H1N1 قرار دادند. موش‌هایی که سلول‌های T را دریافت کرده بودند که در معرض وزیکول‌های پر از تلومر قرار گرفته بودند، هنوز یک پاسخ ایمنی قوی به تزریق H1N1 داشتند، اما گروه دیگر تحت درمان با سلول T بلافاصله مردند. به گفته محققان، این نشان می دهد که وزیکول های مشتق شده از APC ممکن است به سلول های T در حفظ عملکرد ایمنی خود در طول زمان کمک کنند.
لانا می‌گوید: ما می‌دانیم که می‌توانیم این وزیکول‌ها را به حیوان تزریق کنیم و در درازمدت حیوان را از عفونت محافظت ‌کند. او پیشنهاد می کند که وزیکول ها حتی می توانند در واکسن ها گنجانده شوند تا اثربخشی ایمن سازی را افزایش دهند یا نیاز به دوز های تقویت کننده ها را از بین ببرند.
محققان همچنین مشاهده کردند که APCها تلومرها را به برخی از سلول‌های T می‌رسانند و به برخی دیگر نمی‌رسانند، اگرچه دلیل آن مشخص نیست. با استفاده از Flow-FISH، سنجشی که سلول‌ها را شمارش می‌کند و طول تلومر آن‌ها را یک به یک تجزیه و تحلیل می‌کند، این تیم دریافتند که سلول‌های T ساده – سلول‌هایی که هرگز با آنتی ژن مواجه نشده‌اند – و سلول‌های T حافظه، بیشتر احتمال دارد تلومرها را دریافت کنند.
لانا می‌گوید، علاوه بر کاربرد بالقوه آنها برای واکسن‌ها، این اکتشافات ممکن است امکان درمان‌هایی را که آزادسازی وزیکول APC را تحریک می‌کنند و سلول‌های T را بیشتر برای پذیرش وزیکول‌ها یا فناوری‌هایی که وزیکول‌ها را استخراج و تحویل می‌دهند، باز کند. او اضافه می‌کند که پیری سلول‌های T با افزایش خطر عفونت‌ها، سرطان‌ها و زوال عقل مرتبط است و چنین درمان‌هایی می‌توانند به طور بالقوه به تاخیر در پیری سیستم ایمنی و بیماری‌های مرتبط کمک کنند.
کوراوبیاس می گوید: من فکر می کنم این یک مطالعه واقعاً عالی است که پتانسیل زیادی در بخش درمان دارد، تا آنجا که واکسن ها را کارآمدتر می کند. علاوه بر این، جالب است اگر بتوانید بیمارانی را که تحت یک عفونت مزمن هستند پوشش دهد یا به عنوان یک روش پیشگیرانه برای تقویت ایمنی خود در برابر عفونت های مختلف درمان کند.

منبع: the-scientist.com
مترجم: کیانوش کرمی