Estudo com ratos revela o segredo para manter um sistema imunológico jovem

O que mantém alguns sistemas imunitários jovens e eficazes na prevenção de doenças relacionadas com a idade? Em um novo artigo publicado em Imunologia Celular e Molecular, A cientista de células-tronco da USC, Rong Lu, e seus colaboradores apontam o dedo para um pequeno subconjunto de células-tronco do sangue, que dão uma contribuição enorme para manter o equilíbrio juvenil ou um desequilíbrio relacionado à idade dos dois principais tipos de células do sistema imunológico: inatas e adaptativas. .

As células imunes inatas servem como primeira linha de defesa do corpo, mobilizando um ataque rápido e geral contra germes invasores. Para os germes que escapam às defesas imunitárias inatas do corpo, a segunda linha de ataque consiste em células imunitárias adaptativas, tais como células B e células T, que dependem da sua memória de infecções passadas para criar uma resposta específica e direccionada. Um equilíbrio saudável entre células imunes inatas e adaptativas é a marca registrada de um sistema imunológico jovem – e uma chave para a longevidade.

“Nosso estudo fornece evidências convincentes de que quando um pequeno subconjunto de células-tronco do sangue produz células imunes inatas em excesso, isso impulsiona o envelhecimento do sistema imunológico, contribui para doenças e, em última análise, encurta a expectativa de vida”, disse Lu, que é professor associado de tronco. biologia celular e medicina regenerativa, engenharia biomédica, medicina e gerontologia na USC, e bolsista da Leukemia & Lymphoma Society. Lu também é membro do Eli and Edythe Broad Center for Regenerative Medicine and Stem Cell Research da USC, e do USC Norris Comprehensive Cancer Center da Keck School of Medicine da USC.

“Nossas descobertas sugerem que restringir o pequeno subconjunto de células-tronco do sangue que estão superproduzindo células do sistema imunológico inato pode ser uma forma eficaz de retardar o envelhecimento imunológico”, continuou Lu.

No estudo, a primeira autora Anna Nogalska e os seus colegas encontraram diferenças marcantes na rapidez com que o sistema imunitário envelhece – mesmo entre ratos de laboratório com a mesma base genética criados em condições idênticas. Na idade avançada de 30 meses, os camundongos com envelhecimento retardado mantiveram um equilíbrio juvenil de células imunológicas inatas e adaptativas. No entanto, ratos com envelhecimento precoce mostraram um grande aumento nas células do sistema imunológico inato em relação às células do sistema imunológico adaptativo.

Ao rastrear as células-tronco sanguíneas individuais responsáveis ​​pela produção de células imunes inatas e adaptativas, os cientistas descobriram o subconjunto de células-tronco sanguíneas responsáveis ​​principalmente pelo desequilíbrio do sistema imunológico associado à idade. Especificamente, os cientistas observaram que 30 a 40% das células estaminais do sangue mudaram drasticamente a sua preferência pela produção de células imunitárias inatas versus adaptativas à medida que os ratos envelheciam.

Em pessoas com idade tardia, o subconjunto de células-tronco do sangue diminuiu a produção de células imunes inatas, protegendo contra os efeitos do envelhecimento. Entre os idosos retardados, houve um aumento na actividade genética relacionada com a regulação das células estaminais do sangue e a resposta a sinais externos – o que pode manter sob controlo a produção de células imunitárias inatas. Quando os cientistas usaram o CRISPR para editar estes genes, as células estaminais do sangue inverteram a sua tendência natural e produziram mais células imunitárias inatas em vez de células imunitárias adaptativas – como nas primeiras idades.

Em contraste, nas idades precoces, o subconjunto de células estaminais do sangue deslocou-se para a produção de mais células imunitárias inatas, que, em excesso, levam a muitas doenças do envelhecimento. Assim, nestas idades precoces, os cientistas encontraram um aumento na atividade genética relacionada com a proliferação de células estaminais do sangue e a diferenciação de células imunitárias inatas. Quando os cientistas usaram o CRISPR para editar estes genes do envelhecimento precoce, as células estaminais do sangue produziram células imunitárias mais adaptativas em vez de células imunitárias inatas – tornando-se mais semelhantes às das pessoas com idade tardia.

É importante ressaltar que os idosos tardios tendem a viver mais do que os jovens.

“Na população humana idosa, o sistema imunológico muitas vezes produz uma superabundância de células imunes inatas, o que pode contribuir para doenças como leucemia mieloide e deficiências imunológicas”, disse Nogalska, cientista sênior e gerente de laboratório do Lu Lab. “Nosso estudo sugere como podemos promover um sistema imunológico mais jovem para combater essas doenças comuns do envelhecimento”.

Coautores adicionais são Jiya Eerdeng, Samir Akre, Mary Vergel-Rodriguez, Yeachan Lee, Charles Bramlett, Adnan Y. Chowdhury, Bowen Wang, Colin G. Cess e Stacey D. Finley da USC.