Nová zjištění o imunitní odpovědi starších organismů na infekce
Výzkumníci publikující v časopise *Aging Cell* nedávno přinesli nové poznatky o tom, jak souvisí náchylnost starších organismů k zápalu plic se zánětlivými faktory. Tato zjištění nabízejí detailnější pohled na mechanismy stárnutí imunitního systému.
Bojovníci proti infekcím a stárnutí
Polymorfonukleární leukocyty, obecněji známé jako neutrofily, představují jednu z prvních linií obrany proti plicním infekcím. Při infekci jsou tyto imunitní buňky mobilizovány z kostní dřeně, což je proces nazývaný nouzová granulopoéza. Je však známo, že s přibývajícím věkem se mobilizace těchto buněk prodlužuje a po vstupu do boje se stávají nadměrně aktivními, což může vést k poškození tkání a zhoršení stavu. Předchozí experimentální práce ukázala, že přenos mladých neutrofilů do starých myší zvrátil jejich náchylnost k pneumonii.
Současný výzkum se zaměřil na dva aspekty spojené se stárnutím: inflammaging (všeobecný nárůst zánětu i bez infekce) a buněčnou senescenci (stav, kdy buňky ztrácejí schopnost dělení a vykazují odlišné chování). Ačkoli neutrofily jsou plně diferencované buňky, které normálně nepřežívají dlouho, zánět může prodloužit jejich životnost a vést k fenotypu podobnému senescenci, který má negativní dopady. Cílem práce bylo tedy objasnit, jak stárnutí ovlivňuje tyto změny a zda je možné do nich zasáhnout.
Nezralé, ale senescentní buňky
V rámci prvního experimentu vědci porovnávali genovou expresi neutrofilů mladých a starých myší infikovaných bakterií *Streptococcus pneumoniae*. Zatímco 12 hodin po infekci byly rozdíly minimální, po 24 hodinách se objevila široká škála odlišně exprimovaných genů. Mladé myši vykazovaly silnější imunitní odpověď, zatímco neutrofily starších myší měly obohacení v genech souvisejících s diferenciací. To naznačuje, že u starších zvířat jsou neutrofily uvolňovány dříve, než plně dozrají. Současně tyto starší neutrofily vykazovaly sníženou aktivaci a omezenou schopnost fagocytózy, což je klíčové pro likvidaci bakterií.
U starších neutrofilů byly rovněž pozorovány změny v metabolismu. Neutrofily u mladších myší vykazovaly intenzivnější aerobní glykolýzu, zatímco starší měly aktivnější cyklus kyseliny citronové a celkově nižší metabolickou aktivitu. Další výzkum potvrdil přímou souvislost mezi metabolismem a schopností buněk eliminovat bakterie; zastavení glykolýzy jinými prostředky u myších i lidských buněk téměř zcela zničilo fagocytózu mladých neutrofilů.
Navzdory nezralosti při uvolnění byly starší neutrofily obohaceny o geny související s buněčnou senescencí. Exprese senescenčního biomarkeru SA-β-gal přímo korelovala s buněčnou nezralostí. Starší buňky navíc nedokázaly odumírat tak, jak je pro mladé neutrofily přirozené. Během infekce prožívají neutrofily u mladých myší akutnější oxidační stres, zatímco starší myši vykazují konzistentní oxidační stres i v neinfikovaném stavu, což brání adekvátní akutní reakci.
Role zánětu
Některé rozdíly podobné senescenci se neprojevují okamžitě. Vědci zjistili, že po uvolnění z kostní dřeně vykazují starší neutrofily větší poškození DNA a nižší proliferaci, avšak další známky senescence se objevují až po jejich migraci. Mnohé z těchto rozdílů byly přičítány tumor nekrotizujícímu faktoru alfa (TNFα), který je jak zánětlivý, tak secernován senescentními buňkami.
Starší myši léčené protilátkami blokujícími TNFα měly nižší hladiny SA-β-gal a více neutrofilů, které včas odumřely. Rovněž vykazovaly podstatně lepší reakce na infekci; léčené starší myši měly v plicích desetinovou bakteriální zátěž oproti neléčeným starším myším.
Na základě těchto zjištění vědci dospěli k závěru, že neustálé zánětlivé prostředí v starších organismech významně přispívá k neschopnosti starších neutrofilů správně bojovat s infekcí. Zaměření na tyto senescenci podobné neutrofily by mohlo otevřít cestu k novým klinickým léčebným postupům. Je však důležité poznamenat, že se jednalo o studii na myších a je zapotřebí dalšího výzkumu k určení, zda se tato konkrétní zjištění projeví i u lidí.