Як старіє наш імунітет: проривне дослідження
З віком змінюється не лише наш організм, а й робота імунної системи. Науковці з Центру індивідуалізованої інфекційної медицини (CiiM) провели масштабне дослідження, яке допомагає зрозуміти, як саме старіють імунні клітини та як на цей процес впливають інфекції й вакцинація. CiiM є спільною ініціативою Центру дослідження інфекцій Гельмгольца (HZI) та Медичної школи Ганновера (MHH).
За допомогою великих обсягів даних дослідники розробили унікальну комп’ютерну модель під назвою «Single-Cell Immune Aging Clock». Ця модель дозволяє аналізувати вікові зміни на рівні окремих імунних клітин. Вчені зробили інструмент загальнодоступним, сподіваючись, що він допоможе краще дослідити старіння імунної системи, зокрема в контексті інфекційних захворювань та імунних розладів. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Aging.
Чому імунітет слабшає з віком?
З плином часу наш організм стає більш вразливим до інфекцій, вакцини працюють менш ефективно, а ризик розвитку автоімунних захворювань зростає. «Щоб зрозуміти, які саме зміни відбуваються в імунній системі з віком та які чинники на це впливають, потрібно вивчати основних “гравців” – імунні клітини», – зазначає професор Ян Лі, керівник відділу «Обчислювальна біологія для персоналізованої медицини» та директор CiiM.
Науковці вирішили з’ясувати, як саме старіють різні типи імунних клітин. Вони проаналізували тисячі транскриптомних наборів даних для п’яти типів імунних клітин із відкритих джерел. Транскриптом – це сукупність усіх активних генів у клітині в певний момент часу. Загалом дослідники працювали з понад двома мільйонами клітин, отриманих із зразків крові приблизно тисячі здорових людей віком від 18 до 97 років. Використовуючи методи машинного навчання, вони створили «Single-Cell Immune Aging Clock».
Генетичні маркери старіння імунітету
«Ми змогли ідентифікувати гени, які відіграють ключову роль у роботі різних типів імунних клітин та змінюють свою активність у процесі старіння», – пояснює Ян Лі. За його словами, ці гени пов’язані із запальними процесами, що підтверджує гіпотезу про зв’язок старіння з хронічним запаленням.
Щоб перевірити модель, вчені провели два дослідження на основі клінічних даних. Перше з них аналізувало вплив COVID-19 на процеси старіння в імунних клітинах. Результати показали, що в людей із важкою формою хвороби значно швидше старіли моноцити. Водночас у тих, хто переніс COVID-19 у легкій формі, таких змін не спостерігалося. Проте є й гарна новина: через три тижні після одужання клітини поступово поверталися до свого нормального стану.
Друге дослідження розглядало вплив вакцинації проти туберкульозу на імунні клітини. Вчені виявили, що у людей із високим рівнем запалення вакцинація мала омолоджувальний ефект на CD8 T-клітини.
Перспективи досліджень
«Single-Cell Immune Aging Clock» відкриває нові горизонти у вивченні старіння імунної системи», – наголошує Ян Лі. Вчені вважають, що цей інструмент допоможе глибше зрозуміти, як змінюється імунітет під впливом хвороб і щеплень, а також сприятиме розробці нових методів терапії та профілактики.
Науковці зробили модель загальнодоступною, щоб її могли використовувати в подальших дослідженнях. Це може стати кроком до ефективніших стратегій боротьби зі старінням та зміцнення здоров’я людей у зрілому віці.