Эксперты смогли спрогнозировать траекторию старения иммунной системы. Оказывается, этот процесс не линейный, у него есть свои взлеты и падения. Данное открытие поможет в диагностике заболеваний.
На протяжении всей жизни наш организм постоянно меняется: сначала человек растет, потом достигает того самого расцвета сил, а после уже начинает медленно стареть. Все органы и системы также постоянно претерпевают изменения — это естественный процесс.
Раньше было принято считать, что самый крепкий иммунитет — у молодых, а пожилые — это уязвимая группа. И чем старше человек, тем хуже функционирует его иммунная система. Однако эксперты из Сеченовского университета доказали, что это не совсем так.
Ученые создали математическую модель, с помощью которой можно выяснить, как меняется иммунная система человека на протяжении всей жизни — от рождения до глубокой старости. При этом модель помогает не только рассчитать скорость старения иммунитета, но и понять, как происходит адаптация иммунных клеток после удаления тимуса — главной «фабрики» Т-клеток. Результаты работы опубликованы в журнале Frontiers in Immunology.
Чтобы изучить иммунную систему, эксперты сосредоточились на CD4+ T-лимфоцитах. Это ключевые координаторы иммунного ответа, которые не уничтожают врагов сами, но руководят другими иммунными клетками:
-
отдают приказы,
-
запускают иммунный ответ,
-
формируют память о перенесенных инфекциях.
Для того чтобы создать математическую модель, ученые собрали обширную базу данных по концентрации различных подтипов иммунных клеток в органах и тканях здоровых людей. Эксперты учли как новорожденных, так и стариков, то есть в выборку попали взрослые, дети и пожилые самых различных возрастов.
Саму базу данных сформировали на основе всех опубликованных на сегодня профильных результатах клинических исследований. Из этой информации и «выросла» математическая модель, которая при расчетах учитывает весь жизненный цикл иммунной клетки:
-
созревание в тимусе (вилочковой железе),
-
дифференцировка,
-
активация и деление,
-
миграция по органам и тканям и другое.
Виктория Кулеш
Научный сотрудник Центра математического моделирования в разработке лекарств
«До четырех лет количество основных подтипов T-клеток растет. Затем наступает спад их численности, но после 40 лет — новый подъем, несмотря на то что функция тимуса, главного поставщика иммунных клеток, уже снижается. Это связано с тем, что включаются механизмы адаптации выживаемости клеток. В интервале от 40 до 50 лет численность клеток опять идет на спад», — говорит Виктория Кулеш.
Казалось бы, после 50 лет иммунная система должна стареть. Но наука говорит обратное! Примерно к 64 годам ученые зафиксировали новый пик, который связан с адаптацией интенсивности деления наивных клеток, то есть клеток, которые еще не встречались с антигеном.
Получается, что наша иммунная система как будто может обновляться и становиться сильнее в 40 лет, а потом в 64 года.
Эксперты также выяснили, что в детстве за прокачку иммунной системы в основном отвечают тимус и наивные Т-клетки, во взрослом возрасте уже на первый план выходит так называемая антигенная нагрузка, то есть количество перенесенных инфекционных заболеваний. У пожилых людей влияние этих факторов ослабевает, и они уже не оказывают значимого влияния на численность клеток.
Кроме того, модель помогла ответить еще на один вопрос: существуют ли адаптационные механизмы у людей после удаления тимуса — главной «фабрики» Т-клеток? Эксперимент показал, что наш организм включает адаптационные механизмы, меняя скорость деления и выживаемость оставшихся клеток.
Новая математическая модель поможет не только изучать иммунную систему с различных сторон, но еще и больше узнать об инфекционных, онкологических и других заболеваниях, а также лучше разобраться в протоколах лечения. Все это может существенно повлиять как на диагностику, так и на терапию в будущем.
