Восстановление активности иммунной системы у старых мышей
Исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили механизм, позволяющий с помощью РНК-технологий омолодить иммунную систему старых мышей. В ходе экспериментов терапия способствовала увеличению количества Т-клеток и повышению эффективности борьбы с онкологическими заболеваниями.
С возрастом иммунная система ослабевает, что выражается в росте заболеваемости раком и инфекциями, когда организм перестает их распознавать или с трудом справляется с патогенами. Недавно выяснилось, что РНК-вакцины активируют механизмы, помогающие иммунитету бороться с заболеваниями, не связанными напрямую с вакциной — например, вакцина против коронавируса помогает в борьбе с раком. Однако можно ли использовать РНК-технологии для укрепления иммунной системы, ослабленной естественным старением? В исследовании, опубликованном в журнале Nature, Фэн Чжан из Массачусетского технологического института и его группа сообщают об обнаружении такого механизма.
Т-клетки и тимус
Исследователи сосредоточились на Т-клетках, отвечающих за уничтожение раковых клеток и клеток, зараженных вирусами, а также за контрольные функции иммунитета. Во-первых, ученые показали, что вилочковая железа (тимус), производящая Т-клетки, уменьшается в размерах примерно в десять раз в течение жизни мыши — со среднего веса 50 мг при рождении до 5 мг у старой особи. Во-вторых, с помощью секвенирования РНК исследователи сравнили Т-клетки в тимусе от рождения до 90-недельного возраста, когда мыши считаются старыми, проанализировав активность генов в клетках.
Статья была первоначально опубликована на сайте Института научного образования имени Дэвидсона.
Исследователи выявили три основных пути коммуникации в иммунной системе, активность которых снижается с возрастом. Когда эти пути ослабевают, клетки получают меньше сигналов, способствующих созданию и обновлению Т-клеток. Кроме того, было зафиксировано снижение активности генов, ответственных за производство рецепторов на поверхности клеток, а также снижение уровней самих рецепторов. Также выяснилось, что клетки тимуса, активирующие Т-клетки, выделяют меньше белков, стимулирующих эти рецепторы. Ученые сделали вывод, что введение этих белков может реактивировать Т-клетки.
Эксперименты с мРНК
Исследователи решили ввести мышам молекулы матричной РНК (мРНК), содержащие инструкции по созданию этих белков. РНК была заключена в липидную оболочку, которая естественным образом поглощается печенью. Ученые предположили, что секреция веществ в печени заново активирует Т-клетки, проходящие через этот орган. В результате у мышей, получивших инъекцию, наблюдалось увеличение количества Т-клеток, свойства которых напоминали Т-клетки молодых особей в возрасте шести недель. Также было зафиксировано увеличение общего количества типов иммунных клеток в два-три раза.
Соответственно, мыши, получавшие мРНК, демонстрировали лучший иммунный ответ по сравнению со старыми особями из контрольной группы. По некоторым показателям результаты были сопоставимы с молодыми мышами, по другим — ниже, но все же выше, чем у нелеченых старых мышей.
Меланома и рак толстой кишки
В дальнейшем исследователи обнаружили, что терапия в сочетании с иммунотерапией (ингибиторами контрольных точек) улучшила выживаемость мышей при двух видах рака: меланоме и раке толстой кишки. Около 40% мышей, прошедших лечение, выжили после заболевания меланомой, тогда как все старые мыши из контрольной группы, получившие РНК флуоресцентного белка без иммунной активности, погибли. При раке толстой кишки все мыши в обеих группах погибли, однако леченные особи жили на несколько дней или неделю дольше. Исследователи полагают, что часть улучшения вызвана более интенсивным проникновением Т-клеток в раковую опухоль.
Наконец, ученые проверили безопасность терапии, особенно в контексте аутоиммунных заболеваний. Инъекции РНК не вызвали обострения у мышей с индуцированным аутоиммунным менингитом, что позволило сделать вывод: лечение не влияет на механизмы иммунной толерантности, то есть на способность клеток различать компоненты собственного организма и чужеродные элементы.
Результаты исследования обнадеживают, но эффект лечения является временным. Ученым приходилось вводить РНК мышам каждые три дня. Возможно, в будущем химические модификации РНК позволят продлить действие терапии и сократить количество инъекций. Кроме того, исследователи не проверяли побочные эффекты многократных инъекций, а успешные эксперименты на мышах не гарантируют аналогичный успех у людей.
Для дополнительных статей посетите сайт Института научного образования имени Дэвидсона.
