Znajdź zawartość

Od wielu lat uważano, że starzenie się skóry jest w znacznym stopniu procesem o podłożu immunologicznym. Z najnowszych badań wynika jednak, że choć przyczyną tego procesu rzeczywiście jest osłabienie odporności, mechanizm tego zjawiska jest zupełnie inny, niż dotychczas sądzono. Odkrycia dokonali badacze z University College London. Obiektem ich zainteresowania były pomocnicze limfocyty T - komórki, których zadaniem jest przekazywanie innym elementom układu odpornościowego informacji o budowie patogenów przedostających się do organizmu. Jeszcze niedawno uważano, że z wiekiem dochodzi u ludzi do osłabienia aktywności pomocniczych lifocytów T, czego efektem jest obniżona zdolność organizmu do reagowania na niebezpieczne zjawiska, takie jak rozwój komórek nowotworowych czy infekcja. Ku zaskoczeniu badaczy okazało się, że podczas sztucznej stymulacji limfocytów T w warunkach in vitro komórki pobrane od 70-latków były równie skuteczne, co analogiczna populacja komórek u osób w wieku 40 lat i młodszych. Wszystko wskazywało więc na to, że przyczyną uszkodzeń skóry jest nie działanie samych limfocytów, lecz brak stosownej stymulacji do działania. Podczas dalszych badań zaobserwowano, że wadliwym ogniwem łańcucha reakcji immunologicznej są makrofagi - rozsiane wewnątrz tkanki komórki pełniące funkcję immunologicznych "stróżów". Ich zadaniem jest wyczekiwanie na pojawienie się ciała obcego i pochłonięcie go (o ile jest to możliwe), a gdy ich własna aktywność nie wystarcza - wezwanie pomocy za pomocą substancji sygnałowych. Badanie makrofagów pobranych od osób starszych wykazało, że produkują one znacznie mniejsze ilości białka określanego jako czynnik martwicy nowotworów alfa (ang. tumor necrosis factor - TNF), niż komórki u osób młodszych. Obniżone stężenie TNFα utrudniało przywołanie pomocniczych limfocytów T, które w normalnych warunkach dotarłyby na miejsce uszkodzenia i wzięły aktywny udział w uruchomieniu "pełnej" odpowiedzi immunologicznej. Główny autor odkrycia, prof. Arne Akbar, uważa, że procesy podobne do tych zaobserwowanych przez jego zespół mogą zachodzić w innych tkankach. Jest na przykład możliwe, że tkanki znajdujące się w płucach także nie dają sobie rady z rozesłaniem prawidłowej wiadomości do limfocytów T [...]. Może to częściowo wyjaśniać podwyższoną częstotliwość raka płuc, zakażeń i zapalenia płuc u osób starszych. Oczywiście pozostaje też pytanie o to, czy makrofagi można zmodyfikować tak, by utrzymywały wysoką produkcję TNFα. Dotychczas udało się to osiągnąć w warunkach laboratoryjnych, lecz nikt nie potrafi przewidzieć, czy podobny eksperyment udałby się w skali całego organizmu człowieka i jakie byłyby jego efekty.

Zaskakujące obserwacje doprowadziły badaczy z Duke University do zidentyfikowania nowego, nieznanego wcześniej sposobu aktywacji odpowiedzi organizmu przeciwko chorobom zakaźnym. Odkrycie może istotnie wpłynąć na kierunek prac nad nowoczesnymi szczepionkami. Niespodziewane wnioski pochodzą z badania tzw. pomocniczych limfocytów T typu pierwszego (ang. Type 1 helper T cells - TH1). Ich główną rolą jest zwalczanie infekcji wirusowych i bakteryjnych, lecz aby było to możliwe, muszą one zostać uprzednio aktywowane i "upoważnione" do działania przez tzw. komórki dendrytyczne (ang. dendritic cells - DC). Dotychczasowe badania sugerowały, że podczas infekcji dochodzi do aktywacji DC, które opuszczają tkankę, w której doszło do ataku mikroorganizmów, i docierają do węzłów chłonnych. Tam spotykają się z komórkami TH1 i przekazują im sygnał niezbędny do ich aktywacji. Jak się okazuje, przekonanie to, silnie ugruntowane wśród immunologów, okazało się błędne. Wbrew oczekiwaniom badaczy okazało się, że najważniejszym źródłem komórek dendrytycznych jest zupełnie inny typ komórek - monocyty. Podczas infekcji komórki te, powszechne (w przeciwieństwie do DC) w ludzkiej krwi, zmieniają swoją formę i transformują się do postaci DC. W takiej formie docierają do węzłów chłonnych i wypełniają swoje zadanie. Te wyniki dotyczą najbardzej podstawowych założeń odpowiedzi immunologicznej przeciwko patogenom, ocenia dr Michael D. Gunn, główny autor odkrycia. Może to także wyjaśniać słabe wyniki obserwowane podczas prób opracowania efektywnych szczepionek opartych o komórki dendrytyczne. Odkrycia dokonano podczas badań nad jedną z tzw. chemokin, czyli cząsteczek sygnałowych działających w obrębie układu odpornościowego. Nieco wcześniej zauważono, że stymuluje ona migrację DC do węzłów chłonnych, co sugerowało, że myszy pozbawione zdolności do produkcji tej substancji będą pozbawione odporności na zakażenie wirusem grypy. Stało się jednak zupełnie odwrotnie. Naprawdę byliśmy przekonani, że myszy nie będą w stanie wygenerować jakiejkolwiek odpowiedzi immunologicznej - wspomina dr Gunn. Tymczasem myszy wykazywały wzmocnioną odpowiedź komórek TH1. Wiedzieliśmy, że musimy ustalić, co tak naprawdę wywoływało tę odpowiedź. Rozwiązaniem zagadki okazała się inna chemokina, zwana Ccr2. Odpowiada ona za pobudzenie migracji monocytów - pospolitych komórek odpornościowych, występujących w ludzkiej krwi w bardzo znacznej liczbie. Dalsze studium wykazało, że to z nich powstają następnie komórki dendrytyczne odpowiedzialne za aktywację odpowiedzi komórek TH1 na wirusa grypy. Dalsze plany dr. Gunna obejmują przeprowadzenie badań, które pozwolą na zidentyfikowanie czynników pozwalających na zwiększenie odpowiedzi immunologicznej opartej o DC uzyskane z monocytów. Ich wyniki mogą być kluczowe dla dalszych prac nad szczepionkami na wiele trapiących nas chorób.

W ludzkim organizmie znajduje się liczna pula komórek, które mogą, jeśli zostaną omyłkowo aktywowane, stać się przyczyną chorób autoimmunizacyjnych - udowadniają amerykańscy naukowcy. Dotychczas obecność groźnych komórek udało się zaobserwować wyłącznie u niektórych gatunków zwierząt. Podczas rozwoju układu immunologicznego limfocyty B, czyli komórki odpowiedzialne za produkcję przeciwciał, przechodzą swoistą selekcję. Dzięki niej pełną dojrzałość (i włączenie do sprawnie działającego systemu odpornościowego) uzyskują wyłącznie te spośród nich, które nie reagują na naturalne elementy organizmu. Komórki, które nie przechodzą tego testu, są zabijane lub przechodzą w stan tzw. anergii, czyli braku zdolności do aktywacji odpowiedzi immunologicznej. Niestety, przykłady chorób autoimmunizacyjnych, takich jak stwardnienie rozsiane czy reumatoidalne zapalenie stawów, pokazują, że czasami ten złożony proces zawodzi. Dotychczas nie było jednak wiadomo, czy proces selekcji limfocytów B, badany pierwotnie na zwierzętach laboratoryjnych, funkcjonuje w identyczny sposób u ludzi. Najnowsze badania, przeprowadzone przez badaczy pod wodzą J. Andrew Duty'ego z Oklahoma Medical Research Foundation, dostarczają istotnych informacji na ten temat. Z informacji zebranych przez Amerykanów wynika, że aż jeden na czterdzieści limfocytów B krążących w krwi osób zdrowych znajduje się w stanie anergii. Co prawda stan zdrowia ochotników wyraźnie wskazywał na brak szkodliwej reakcji immunologicznej, lecz testy laboratoryjne na wyizolowanych komórkach potwierdziły, że odpowiednia stymulacja może spowodować ich powtórną aktywację i umożliwić im odzyskanie zdolności do wytwarzania przeciwciał. Stanowi to bardzo istotny krok na drodze do wywołania autoagresji, czyli odpowiedzi układu odpornościowego skierowanej przeciwko własnym tkankom. Dalsze badania nad "uśpionymi" limfocytami pozwolą na zidentyfikowanie i zrozumienie mechanizmów powstrzymujących oraz wywołujących ich omyłkowe pobudzenie. Dla osób cierpiących na choroby autoimmunologiczne uzyskane informacje jest to z pewnoscią niezwykle istotna informacja i źródło nowej nadziei na wyleczenie.

Niewielkie "plecaki" przytwierdzające się samodzielnie do komórek zostały opracowane przez specjalistów z MIT. Ich zdaniem, tego typu struktury mogą pewnego dnia stać się ważnym narzędziem diagnostycznym i terapeutycznym. Struktury, o których mowa, to w rzeczywistości polimerowe kieszonki zbudowane z trzech warstw o różnych właściwościach. Dolna, syntetyzowana jako pierwsza, służy do przymocowania "plecaka" do podłoża. Środkowa uszczelnia pęcherzyk i pozwala przechowywać w nim różnego rodzaju substancje, zaś warstwa górna, wytwarzana jako ostatnia, pozwala na przyłączenie się naczynia do powierzchni komórki. Gdy produkcja pęcherzyka jest zakończona, do naczynia wpuszcza się komórki (np. limfocyty). Niemal natychmiast wiążą się one z "plecakami" i tym samym przywierają do dna naczynia. W tym momencie wystarczy nieznacznie obniżyć temperaturę otoczenia, by dolna warstwa rozpuściła się i uwolniła komórkę z przyczepionym pęcherzykiem. Aby sprawdzić siłę wiązania naczynka z powierzchnią komórki, przeprowadzono prosty test. Pęcherzyki zostały wypełnione nanocząstkami reagującymi na pole magnetyczne, a następnie, po oderwaniu komórek od dna, przyłożono do naczynia hodowlanego magnes. Efekt eksperymentu przedstawia film: Mauro Ferrari, dyrektor wydziału medycyny Uniwersytetu Teksańskiego niezwiązany z badaniami, zauważa istotną cechę opracowanej technologii: zwykle cząsteczki połączone z powierzchnią komórki są wchłaniane w ciągu kilku sekund. Fakt, że ten wynalazek zostaje tam na dłużej, jest godny uwagi. Zdaniem Michaela Rubnera, jednego z autorów "plecaków", ten proces umożliwia zastosowanie wielu różnych rodzajów ładunku. Badacz twierdzi, że technologia pozwala na zastosowanie wielu związków, nawet tych toksycznych, i szczelne zamknięcie ich wewnątrz pęcherzyka. Stwarza to, przynajmniej teoretyczne, wspaniałe możliwości dostarczania bardzo silnych toksyn do zmienionych chorobowo tkanek. Dotychczas nie przeprowadzono testów oceniających przeżywalność komórek oraz ich zachowanie w żywym organizmie. Istnieje np. ryzyko, że będą one "gubiły" swój ładunek albo przestaną się mieścić w wąskich szczelinach w obrębie układu krwionośnego. Zdaniem Rubnera dotychczasowe testy nie dostarczają niepokojących informacji, a budowa "plecaczków" nie powinna utrudniać naturalnego sposobu poruszania się komórek. Mimo to, jak podkreśla, prawdziwym sprawdzianem technologii będą testy na zwierzętach. Aby ułatwić badania nad zachowaniem "plecaków" w organizmie żywym (i jednocześnie sprawdzić ich przydatność w procedurach diagnostycznych), badacze planują wykorzystanie jednego z dwóch rodzajów ładunku. Mogą to być albo nanocząsteczki reagujące na pole magnetyczne, które mogłyby być wykrywane za pomocą tomografii rezonansu magnetycznego, albo barwniki fluorescencyjne, których świecenie jest bardzo łatwe do wykrycia. Ostatecznym celem, jaki chcieliby osiągnąć badacze z MIT, jest "ulepszenie" komórek odpornościowych i wyposażenie ich w ładunek śmiertelny dla nowotworu. Komórki pacjenta mogłyby być pobrane z jego ciała, a następnie, po serii modyfikacji, podane z powrotem w celu zniszczenia guza. Nierozwiązanym problemem wydaje się być jednak brak kontroli nad uwalnianiem i otwieraniem pęcherzyków w określonych sytuacjach. To nowe podejście, opisuje swój mikroskopijny wynalazek Rubner. Można je wykorzystywać na bardzo wiele sposobów, a my mamy nadzieję, że ta elastyczność będzie mogła być wykorzystana w sposób naprawdę wartościowy dla społeczeństwa. Niestety, badacz zastrzega jednocześnie, że nim stanie się to możliwe, może minąć jeszcze trochę czasu.

Specjaliści z Uniwersytetu Minnesota ustalili, dlaczego pacjenci zakażeni wirusem HIV nie odzyskują pełnej odporności nawet w przypadku powodzenia terapii przeciwwirusowej. Odkrycie może mieć znaczący wpływ na zmianę schematu leczenia infekcji oraz związanego z nią nabytego zespołu niedoboru odporności (AIDS). Wirus HIV atakuje przede wszystkim komórki układu odpornościowego zwane limfocytami T. Głównym miejscem ich występowania są węzły chłonne, w których oczekują na kontakt z "dostarczanymi" przez inne typy komórek ciałami obcymi. Amerykańscy badacze dostrzegli, że jeśli HIV zaatakuje organizm człowieka, w obrębie węzłów chłonnych dochodzi do powstawania blizn. Zaburzają one bezpowrotnie strukturę tkanki i znacznie utrudniają jej ponowne zasiedlenie przez nowe limfocyty. Dzieje się tak nawet wtedy, gdy terapia antyretrowirusowa (tzn. zwalczająca retrowirusy, do których należy m.in. HIV) przynosi pożądane efekty. W badaniu wzięło udział siedmiu pacjentów, u których stwierdzono nosicielstwo HIV. Zastosowano u nich terapię antyretrowirusową z użyciem standardowych leków, lecz rozpoczęto ich podawanie na bardzo wczesnym etapie infekcji, a nie, jak przyjęło się to robić, dopiero po spadku liczby krążących we krwi limfocytów poniżej określonej wartości. Dzięki eksperymentowi dowiedziono, że leczeni alternatywną metodą pacjenci odzyskiwali odporność znacznie skuteczniej od tych, u których zwlekano z rozpoczęciem podawania leków. Dzieje się tak, gdyż ich węzły chłonne zawierały znacznie mniej uszkodzeń prowadzących do upośledzenia funkcji organu. Zdaniem prowadzącego eksperyment prof. Timothy'ego Schackera, zebrane informacje stanowią silny argument na rzecz rozpoczynania terapii antyretrowirusowej znacznie wcześniej, niż ma to miejsce obecnie. Według niego, rozpoczęcie leczenia możliwie szybko, gdy objawy infekcji są jeszcze mało dostrzegalne, może uchronić znaczną część układu odpornościowego przed bezpowrotnym uszkodzeniem. Naukowiec uważa też, że uzyskana wiedza powinna skłonić lekarzy do podawania leków zapobiegających włóknieniu tkanek jako leczenia wspomagającego leczenie samej infekcji. O odkryciu badaczy donosi serwis internetowy Uniwersytetu Minnesota, zaś szczegółowe informacje na temat odkrycia zostaną opublikowane w najnowszym numerze czasopisma Journal of Infectious Disease.