Иммунная система может претерпеть два основных возрастных изменения

Фото из открытых источников

Масштабный анализ 3,8 миллионов иммунных клеток выявил более выраженные изменения в возрасте около 40 лет и снова после 60 лет в процессе старения человека. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Старение изменяет организм множеством способов. Некоторые из них легко заметить, например, замедление восстановления или изменения в силе и памяти. Другие изменения происходят глубоко внутри организма. Одно из важнейших касается иммунной системы, которая помогает бороться с инфекциями и защищает организм.

Новый анализ предполагает, что иммунная система может стареть с разной скоростью на протяжении всей жизни. Более значительные изменения наблюдались примерно в 40 лет, а затем снова после 60. Время возникновения этих проблем также различалось у женщин и мужчин. Это может помочь исследователям понять, почему некоторые проблемы со здоровьем, связанные с иммунной системой, становятся более распространенными с возрастом.

Исследователи изучили около 3,8 миллионов иммунных клеток у 1828 здоровых людей. Возраст участников составлял от 19 до 97 лет. В группу вошли 1021 женщина и 807 мужчин, представляющих 12 этнических групп по собственному выбору. Около 35 процентов идентифицировали себя как азиаты.

Исследовательская группа изучила несколько типов иммунных клеток в крови. К ним относятся Т-клетки, В-клетки, естественные клетки- киллеры и моноциты. Затем они изучили, как функционируют клетки в разном возрасте. В частности, они проверили, какие гены внутри клеток были более или менее активны.

Одна из наиболее четких закономерностей проявилась примерно в 40 лет. В этот период многие изменения касались типа иммунных клеток, называемых CD4 Т-клетками. CD4 Т-клетки помогают организовать иммунный ответ организма. Они помогают другим иммунным клеткам понять, когда и как действовать.

После 60 лет произошла еще одна волна изменений. На этот раз более значительную роль сыграли CD8 Т-клетки. CD8 Т-клетки помогают организму находить и уничтожать инфицированные или аномальные клетки. Таким образом, различные типы Т-клеток, по-видимому, приобретают большее значение на разных этапах жизни.

«Мы склонны рассматривать старение как постепенный процесс, но наши исследования показывают, что иммунная система не просто деградирует с постоянной скоростью», — сказал ведущий автор исследования профессор Жак Бехмоарас из Медицинской школы Duke-NUS. «Вместо этого мы наблюдаем отчетливые периоды быстрых изменений, особенно в возрасте около 40 лет и снова после 60, при этом Т-клетки играют важную роль. Понимание того, что вызывает эти периоды старения иммунной системы, в конечном итоге может помочь нам определить, когда и для кого вмешательства могут принести наибольшую пользу. Это также может пролить свет на то, почему некоторые аутоиммунные заболевания непропорционально чаще поражают женщин».

Полученные данные не означают, что иммунная система внезапно меняется, когда человеку исполняется 40 лет. То же самое верно и для возраста 60 лет. Исследователи сравнили группы людей разного возраста. Результаты указывают на более широкий период, когда многие изменения в иммунной системе становятся более заметными.

Поэтому эти возрастные рамки не следует рассматривать как фиксированные сроки. Один человек может стареть по-разному. Тем не менее, выявленная закономерность предполагает, что старение иммунной системы может происходить волнообразно, а не в виде одного медленного спада.

Исследователи также сравнили женщин и мужчин. Многие из одинаковых изменений в иммунной системе наблюдались в обеих группах, но они не всегда происходили одновременно. У женщин многие гены, связанные с активностью CD8 Т-клеток, с возрастом становились всё более активными. У мужчин аналогичные изменения часто проявлялись раньше, а затем стабилизировались.

Это означает, что разница не всегда заключалась в совершенно разных иммунных системах женщин и мужчин. Иногда одни и те же изменения просто происходили по-разному. У женщин также наблюдался более поздний рост экспрессии генов, связанных с ферритином, белком, который запасает железо внутри клеток. Это открытие не доказывает, что железо вызывает старение иммунной системы.

Команда обнаружила еще одну общую закономерность, наблюдаемую во многих клетках иммунной системы. С возрастом активность некоторых основных функций этих клеток снижалась. К таким функциям относятся считывание генетических инструкций и синтез белков.

Белки важны, потому что клетки используют их для выполнения множества повседневных задач. Они помогают клеткам расти, реагировать на стресс и продолжать функционировать. Одновременно с этим усилилось воспаление. Исследование не может показать, какое изменение происходит первым или одно является причиной другого.

«Наши результаты подтверждают ранее полученные данные о том, что Т-клетки относятся к числу иммунных клеток, наиболее подверженных влиянию старения. Понимание того, что вызывает эти нелинейные изменения в Т-клетках с течением времени, станет важным следующим шагом», — сказал профессор Бертолетти. «Изменения в функции Т-клеток могут помочь объяснить, почему пожилые люди более восприимчивы к инфекциям и воспалительным заболеваниям».

Полученные результаты позволяют исследователям лучше понять, когда определенные иммунные клетки претерпевают наибольшие изменения. Это может помочь в будущих исследованиях сосредоточиться на периодах ускоренного старения иммунной системы.

Однако команда не тестировала лекарства или методы лечения. В ходе работы изучались лишь закономерности старения иммунной системы у здоровых людей.

Исследователи также изучили ДНК отдельной группы из 729 здоровых людей. Они изучали небольшие химические метки, прикрепленные к ДНК. Эти метки могут влиять на эффективность работы некоторых генов, но не изменяют саму ДНК.

Некоторые из этих изменений происходили по-разному у женщин и мужчин. Один участок рядом с геном SSH3 изменялся с возрастом у мужчин, но не у женщин. Еще одна область, связанная с иммунной системой, претерпела изменения раньше у мужчин и позже у женщин. Эти результаты могут помочь объяснить некоторые различия во времени этих изменений, но они не доказывают их причину.

Команда также обучила модели искусственного интеллекта определять возраст человека по активности иммунных клеток. Как правило, модели, созданные отдельно для женщин и мужчин, оказались более эффективными, чем одна модель, объединяющая всех.

Исследователи называют эти модели биологическими часами старения. Однако в основном они оценивали фактический возраст человека на основе анализа активности иммунной системы. Они не показывали, был ли человек здоровее другого человека того же возраста. Они также не предсказывали, у кого разовьется болезнь.

«Исследование дает нам более подробную карту того, как изменяется иммунная система человека на протяжении всей жизни, и, что важно, как эти изменения различаются у мужчин и женщин», — сказал профессор Шимей Лок из Медицинской школе Duke-NUS. «Эти знания имеют основополагающее значение, если мы хотим отойти от подхода к старению, основанного на принципе «один размер подходит всем», и перейти к более точным методам поддержания здоровья по мере старения людей».

Исследователи не наблюдали за одними и теми же людьми на протяжении десятилетий. Вместо этого они сравнивали разных людей разного возраста. Это означает, что результаты не могут показать, что у всех людей в возрасте от 40 до 60 лет происходят одинаковые изменения в иммунной системе.

В исследовании рассматривались только иммунные клетки в крови. Другие части тела могут стареть по-разному. Исследовательская группа не проводила прямых исследований менопаузы, половых гормонов или Х-хромосомы. Тем не менее, эти факторы могут помочь объяснить некоторые различия между женщинами и мужчинами.

Похоже, что иммунная система стареет неравномерно. Вместо этого, разные иммунные клетки у женщин и мужчин могут следовать разным временным циклам.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний