**Výzkum objasňuje úbytek funkce přirozených zabíječů s věkem a navrhuje potenciální řešení**
V časopise *Aging Cell* byl publikován výzkum, který popisuje důvody, proč starší přirozené zabíječské buňky (NK buňky) ztrácejí svou schopnost eliminovat škodlivé buňky, a zároveň navrhuje potenciální léčbu tohoto poklesu. NK buňky hrají klíčovou roli v imunitním systému, neboť rozpoznávají a ničí cizí nebo poškozené buňky v těle na základě jejich povrchových proteinů. Jejich aktivita je například příčinou odmítnutí orgánů, zatímco chybné útoky na vlastní funkční buňky vedou k autoimunitním onemocněním.
NK buňky jsou zásadní pro eliminaci buněk, které i přes to, že nejsou infikované a jsou původní pro tělo, vykazují závažné změny, jako jsou rakovinné buňky nebo senescentní buňky. Podpora NK buněk v boji proti rakovině je nedílnou součástí moderní onkologie. Senescentní buňky, které se v těle hromadí s věkem, jsou rovněž schopny unikat imunitnímu dohledu [1]. Prezentovaná studie se zaměřuje na zbrojní vybavení těchto buněk a zkoumá věkem podmíněné snížení jejich celkové funkční schopnosti.
**Pokles funkce NK buněk s věkem**
V úvodním experimentu vědci získali NK buňky ze dvou věkových skupin: starších jedinců (přibližně 70letí lidé a 700denní myši) a mladších jedinců (přibližně 21letí lidé a 100denní myši). Lidské buňky byly testovány proti čtyřem skupinám lidských dermálních fibroblastů: tři skupiny byly senescentní buňky indukované toxicitou, replikací nebo radiací, a čtvrtá skupina pocházela od 75letých lidí. Myší buňky byly testovány proti podobným myším protějškům.
Výsledky ukázaly, že mladší NK buňky byly výrazně účinnější při zabíjení senescentních fibroblastů, a to ve všech testovaných případech, obzvláště pak proti přirozeně zestárlým buňkám, ve srovnání se staršími NK buňkami. Rozdíly byly patrné i pod mikroskopem. Mladé lidské NK buňky se rychle a pevně vázaly na senescentní buňky, rychle je usmrcovaly a následně se rychle přesouvaly k dalšímu cíli. Starší NK buňky vykazovaly sníženou schopnost tvořit pevné vazby a byly pomalejší v přesunu k dalším cílům.
Testování proti různým liniím rakovinných buněk přineslo podobné výsledky. Starší NK buňky byly méně účinné proti několika typům lymfomu a leukémie. Stejně jako u interakcí se senescentními buňkami bylo zjištěno, že důvodem je nedostatek konjugace; starší NK buňky byly jednoduše méně schopné vázat se na rakovinné buňky a správně je ničit. Vyšetřování mechanismů zacílení odhalilo, že rozpoznávání defektních buněk nebylo důvodem snížené schopnosti starších NK buněk útočit.
Namísto toho bylo zjištěno, že starší buňky mají problémy se základním cytotoxickým aparátem. Za normálních okolností se NK buňka naváže na cílovou buňku a následně na ni zaútočí kombinací perforinu, který proniká do buňky, a granzymu B, který ji usmrcuje. Samotný útok vyžaduje uvolnění granulí těchto zbraní procesem degranulace. U starších NK buněk byla pozorována snížená schopnost vazby i degranulace ve srovnání s mladšími buňkami. Tyto snížení schopností byla potvrzena analýzou genové exprese. Jak se očekávalo, starší buňky vykazovaly sníženou regulaci metabolismu, aktivace a klíčových procesů zodpovědných za membránový transport a degranulaci.
**Potenciální terapeutický přístup**
Vědci si při analýze všimli klíčového proteinu, jehož exprese byla zvýšena: Cdc42. Bylo zaznamenáno, že Cdc42 ovlivňuje organizaci mikrotubulů a s věkem se jeho hladina zvyšuje. Předchozí práce naznačovaly, že Cdc42 se podílí na stárnutí hematopoetických kmenových buněk (HSC) [3]. Správná organizace mikrotubulů je kritická pro správnou polarizaci NK buněk a pro transport cytotoxických granulí na místo určení.
Detailnější pohled na mikrotubuly těchto buněk naznačil, že to je pravděpodobně klíčový problém. Starší NK buňky byly výrazně méně organizované než mladší buňky; u mladších buněk se Cdc42 nachází na jedné straně buňky, zatímco tubulin na druhé, avšak starší buňky tuto polaritu neměly. Bylo zjištěno, že expozice starších NK buněk CASINu, což je inhibitor Cdc42, byla úspěšná v tom, že pomohla starším buňkám obnovit tuto rovnováhu.
Starší NK buňky vystavené CASINu vykázaly zlepšení v konjugaci i degranulaci. V konjugaci se CASINem ošetřené starší buňky jevily dokonce mírně silnější než mladší. Byly pozorovány i přínosy pro mitochondrie; starší buňky vystavené CASINu měly vyšší množství molekuly ATP pro přenos energie než jejich mladší protějšky, což by mohlo potenciálně dále podpořit jejich celkovou schopnost.
CASIN však nepřinesl kompletní obnovení funkce. Ačkoli byly ošetřené starší buňky výrazně lepší než neošetřené starší buňky, nebyly zdaleka tak schopné zabíjet leukemické nebo senescentní buňky jako buňky mladé. Ve srovnání s neošetřenými staršími a mladšími myšmi, myši ošetřené CASINem byly zhruba na poloviční cestě mezi těmito skupinami v jejich schopnosti odstraňovat senescentní buňky v kostní dřeni a slezině. Bylo zjištěno, že CASIN ovlivňuje pouze schopnost NK buněk a neovlivňuje jejich proliferaci.
Tyto výsledky, ačkoliv přinášející významné benefity, byly dosud získány pouze u myší a potenciální vedlejší účinky použití CASINu nebo jiného inhibitoru Cdc42 u lidí nebyly objasněny. Výzkumníci navrhují, aby další práce prozkoumaly tento přístup jako potenciální léčbu chorob souvisejících s věkem, které zahrnují rakovinu nebo buněčnou senescenci.
**Literatura**
[1] Pereira, B. I., Devine, O. P., Vukmanovic-Stejic, M., Chambers, E. S., Subramanian, P., Patel, N., … & Akbar, A. N. (2019). Senescent cells evade immune clearance via HLA-E-mediated NK and CD8+ T cell inhibition. *Nature communications*, *10*(1), 2387.
[3] Florian, M. C., Dörr, K., Niebel, A., Daria, D., Schrezenmeier, H., Rojewski, M., … & Geiger, H. (2012). Cdc42 activity regulates hematopoietic stem cell aging and rejuvenation. *Cell stem cell*, *10*(5), 520-530.