Cartografierea originii sistemului imunitar dă speranțe pentru noi terapii anticanceroase [studiu]

Un prim atlas al celulelor timusului uman ar putea duce la dezvoltarea de noi terapii imunitare pentru tratarea cancerului și a bolilor autoimune. Cercetătorii de la Wellcome Sanger Institute, Newcastle University și Ghent University din Belgia, au cartografiat țesutul timusului de-a lungul vieții pentru a înțelege modul în care se dezvoltă și în care creează celulele imunitare vitale numite celule T. În viitor, informațiile obținute din acest studiu¹ ar putea ajuta cercetătorii să genereze un timus artificial și să creeze celule T terapeutice îmbunătățite.

Primul atlas al timusului, un pas spre înțelegerea sistemului imunitar

Sistemul imunitar cuprinde mai multe tipuri diferite de celule, fiecare având o funcție unică. Unele dintre aceste celule se găsesc la locul leziunii sau infecției și, odată detectate, mesajele esențiale sunt comunicate altor celule ale corpului pentru a induce un răspuns imunitar eficient.

Această semnalizare de la celulă la celulă poate fi facilitată prin receptori care sunt proteine de pe suprafața celulelor care se leagă de alte proteine. Înțelegerea modului în care toate aceste celule comunică între ele, este esențială pentru dezvoltarea de noi tratamente și îmbunătățirea celor existente, cum ar fi imunoterapiile, pentru a îmbunătăți răspunsul imun împotriva bolilor.

Acest atlas al timusului uman a dezvăluit noi tipuri de celule și a identificat semnale care le spun celulelor imunitare imature cum să se dezvolte pentru a deveni celule T. Atlasul ar putea ajuta, de asemenea, oamenii de știință să înțeleagă bolile care afectează dezvoltarea celulelor T, cum ar fi imunodeficiența combinată severă.

Timusul este localizat în piept și produce celule T, celule albe extrem de importante care combat infecțiile și bolile. Aceste celule T părăsesc apoi timusul și intră în sânge și în alte părți ale corpului pentru a se maturiza în continuare. Celulele T caută și distrug bacteriile și virusurile și recunosc, de asemenea, celulele canceroase, pe care le ucid.

Problemele în dezvoltarea timusului cauzează apariția unor celule T defecte. Acest lucru poate duce la deficiențe imunitare grave, care lasă persoanele sensibile la infecții. Alternativ, poate afecta reglarea celulelor T, ceea ce duce la boli autoimune precum diabetul de tip 1. Deși celulele T mature au fost des studiate, dezvoltarea timusului uman și a celulelor T din interiorul său nu este pe deplin înțeleasă.

Cercetătorii au utilizat tehnologia cu o singură celulă pentru a izola și analiza aproximativ 200.000 de celule individuale din timusul în curs de dezvoltare și din țesutul timusului la copil și adult. Au observat ce gene au fost active în fiecare celulă individuală pentru a identifica celulele, descoperind noi tipuri de celule și au folosit acele gene ca etichete pentru a cartografia fiecare celulă și a-i stabili locul precis în timus.

Acest prim atlas al celulelor timusului uman a fost dezvoltat, spun cercetătorii, pentru a înțelege ce se întâmplă în timusul sănătos de-a lungul vieții noastre, de la dezvoltarea acestuia până la vârsta adultă și cum oferă acesta mediul ideal pentru a susține formarea celulelor T. Această resursă va permite cercetătorilor din întreaga lume să înțeleagă cum se dezvoltă sistemul imunitar pentru a ne proteja corpul. Celulele T terapeutice sunt utilizate în prezent în clinici pentru a trata limfomul celulelor B și leucemia. Totuși, un dezavantaj major al acestor tratamente este crearea subtipului potrivit de celule T.

Atlasul timusului, de folos pentru tratamente personalizate anticancer

Cu ajutorul acestui atlas al celulelor timusului, s-au descoperit semnalele celulare ale timusului în curs de dezvoltare și ce gene trebuie să fie pornite pentru a converti celulele imunitare timpurii în celule T. În viitor, consideră oamenii de știință, acest atlas ar putea fi folosit ca referință pentru a crea în afara corpului celule T care să aibă proprietățile potrivite pentru a ataca și distruge un anumit tip de cancer. Acest lucru va însemna crearea de tratamente adaptate pentru fiecare tumoră în parte.

Prin acest studiu, s-a ajuns la o înțelegere foarte detaliată a modului în care se formează celulele T în țesutul sănătos. Cercetătorii au reușit să identifice o populație similară de celule precursoare în timusul aflat în curs de dezvoltare și în ficat și consideră că acești precursori sunt importanți pentru inițierea dezvoltării celulelor T la făt și pentru realizarea unui timus pe deplin funcțional.

Timusul este o glandă neobișnuită, deoarece este mai mare și mai activ în copilărie și se micșorează după pubertate. Timusul, numit „stimulator cardiac al vieții”, aproape că dispare până la 35 de ani. Înțelegerea modului în care se dezvoltă timusul și apoi se micșorează ar putea face lumină în privința îmbătrânirii și a modului în care sistemul imunitar se schimbă pe parcursul vieții.

Rezultatele acestei cercetări sunt utile pentru a afla mai multe despre schimbările care au loc în interiorul corpului și despre declinul sistemului imunitar asociat cu vârsta. Aceste rezultate pot avea aplicații în ingineria celulară, inclusiv în domeniul medicinei regenerative, prin posibilitatea creării unui timus artificial.

Oamenii de știință au creat și primul atlas de adaptare a sistemului imunitar uman

În organism se găsesc două trilioane de celule dedicate exclusiv apărării de virușii și bacteriile. Aceste celule se bazează pe o armă aproape infailibilă: adaptarea prin selecție naturală. Întrucât agenții patogeni exercită o presiune foarte mare asupra sistemului imunitar, aceste celule au evoluat continuu în rândul populațiilor umane. Potrivit unui studiu recent al Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG), publicat în revista medicală „Nature Communications”, anumite celule imunitare au suferit o mare adaptare de când oamenii s-au îndepărtat de rudele lor evolutive în urmă cu șase milioane de ani.

Astfel, oamenii de știință de la Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG), împreună cu specialiști de la Universitatea din Arizona au creat primul atlas de adaptare a sistemului imunitar uman, identificând tipurile și celule esențiale pentru protejarea organismului.

Această hartă de adaptare imună pune în evidență cele mai adaptate familii de celule imune, ale căror gene distinctive sunt la fel de vechi ca imunitatea adaptivă însăși, dar includ modificări evolutive recente pentru a combate amenințările contemporane. Prin urmare, sistemul imunitar este în mare parte suma mutațiilor acumulate de-a lungul a milioane de ani, care au fost cândva cruciale pentru combaterea bolilor precum malaria, și, mai recent, COVID-19, arată un studiu recent².

Celulele T de memorie rezidente s-au adaptat foarte bine

Cele mai mari rate de adaptare au fost întâlnite la celulele esențiale pentru menținerea echilibrului organismului (homeostazia) și în celulele din primă linie în contact direct cu agenții patogeni, precum virusurilor și bacteriilor invadatoare. De exemplu, celulele T de memorie rezidente (Trm) și celulele Natural Killer (NK), responsabile de eliminarea infecțiilor, sunt foarte adaptate. Aceste celule oferă răspunsuri imune rapide în vederea răspândirii, mutației și reapariției agenților patogeni invazivi. Un exemplu de rate ridicate de adaptare se află în plămâni, poarta principală de acces pentru agenții patogeni respiratori.

Oamenii de știință spun că descoperirile arată că celulele foarte adaptate, cum ar fi celulele Trm, joacă un rol imun crucial împotriva agenților patogeni și dețin un mare potențial pentru proiectarea avansată a vaccinurilor.

Sistemul imunitar uman a fost „urmărit” de cercetători de la naștere până la vârsta de 75 de ani

Într-un amplu studiu, primul de acest fel, sistemul imunitar uman a fost urmărit de la naștere până la vârsta de 75 de ani3. Iar acest lucru, spun oamenii de știință, a deschis calea pentru terapiile viitoare pentru a regla sistemul imunitar al persoanelor care au un risc mare de a face anumite boli.

Cercetarea a definit compoziția sistemului imunitar uman de-a lungul vieții prin investigarea a peste 50 de populații de celule imunitare și stabilirea unui atlas de citometrie a celulelor imune la oameni pe măsură ce aceștia înaintează în vârstă. Au fost analizate populațiile de celule atât din sistemul imunitar înnăscut, cât și din cel adaptiv, deoarece ambele sunt vitale în susținerea organismului ca să răspundă corespunzător la infecții.

Oamenii de știință s-au concentrat în special pe grupurile de persoane de vârstă mai mică, deoarece nu se cunosc foarte multe despre dezvoltarea imunității timpurii. Specialiștii au observat cele mai mari schimbări ale sistemului imunitar după naștere și în special la copiii de vârstă școlară. Acestea sunt perioadele în care copiii sunt cei mai expuși la noi germeni și primesc diferite vaccinuri.

Cercetarea a identificat schimbări majore la celulele T convenționale și neconvenționale, care se dezvoltă în organism pentru a recunoaște în mod specific moleculele exprimate de agenții patogeni invadatori. Au existat, de asemenea, modificări ale celulelor B care produc anticorpi pentru a neutraliza agenții patogeni.

Nu uitați că un diagnostic corect poate fi pus doar de către un medic specialist, în urma unui consult și a investigațiilor adecvate. Puteți face chiar acum o programare, prin platforma DOC-Time, aici. Iar dacă nu sunteți siguri la ce specialist ar fi indicat să mergeți, vă recomandăm să începeți cu un consult de medicină internă, pentru care puteți face, de asemenea, programări prin DOC-Time.

Sursă foto: Shutterstock
Bibliografie:
Science Daily - Origins of immune system mapped, opening doors for new cancer immunotherapies
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200220141708.htm
1 Studiul „A cell atlas of human thymic development defines T cell repertoire formation”, apărut în Science, 2020; 367 (6480): eaay3224 DOI: 10.1126/science.aay3224, autori: ong-Eun Park, Rachel A. Botting et al.
2 Studiul „Adaptation in human immune cells residing in tissues at the frontline of infections”, Nature Communications volume 15, Irepan Salvador-Martínez, Jesus Murga-Moreno, Juan C. Nieto, Clara Alsinet, David Enard & Holger Heyn
https://www.nature.com/articles/s41467-024-54603-5
3 Murdoch Children's Research Institute - World-first comprehensive map of the human immune system across lifespan
https://www.mcri.edu.au/news-stories/world-first-comprehensive-map-human-immune-system

Te-ar mai putea interesa și...

TE-AR MAI PUTEA INTERESA ȘI...

Cât de des trebuie să faci mișcare pentru a te menține în formă?

Nutriție și sport

Tratament și opțiuni în alergii

Alergiile: 10 metode naturale de a le combate

Citește mai mult

Pentru a comenta este nevoie de

Comentarii 0