Учени създадоха „часовник“, за да открият колко бързо остарява имунната система
Екипът HZI създаде компютърен модел, основан на изкуствен интелект, който за първи път разкрива процеса на стареене на клетъчно равнище.
Как остарява имунната система
С придвижване на възрастта нашата имунна система също претърпява стареене. Ставаме по-уязвими към инфекции, успеваемостта на имунизациите понижава и рискът от развиване на имунни нарушавания, като автоимунни болести, се усилва.
„ За да разберем по-добре по какъв начин и къде имунната система се трансформира с възрастта, както и кои фактори задействат или форсират процесите на стареене, би трябвало да се съсредоточим върху основните играчи в нашата имунна система – имунните кафези “ — изяснява професор Янг Ли, началник на отдела по компютърна биология за персонализирана медицина и шеф на CiiM.
Как стареенето визира другите типове имунни кафези?
За да отговори на този въпрос, изследователският екип проучва хиляди набори от транскриптомни данни — записи на всички дейни гени в клетката в даден миг от време — за пет разнообразни вида имунни кафези. Тези данни са получени от открити източници и научна литература.
Общо екипът е изследвал данни от повече от два милиона самостоятелни имунни кафези, събрани от кръвни проби от почти 1000 здрави хора на възраст от 18 до 97 години. Използвайки този огромен набор от данни, откривателите са създали модел на машинно образование за следене на процесите на клетъчно стареене. Резултатът е бил изчислителна стратегия, която назовават „ Часовник за едноклетъчно имунно стареене “, която им разрешава да картографират измененията в имунните кафези с течение на времето.
Откриване на маркери за стареене
„ Успяхме да идентифицираме характерни гени за всеки вид имунна клетка, които вземат участие във значими имунологични процеси и трансформират своята интензивност по време на стареене. „ Тези гени служат като маркери за съответните видове имунни кафези и пример за по-нататъшно приложение на модела “ — изяснява Йънг Лий.
„ Между другото, гените, които идентифицирахме, играят решаваща роля в развиването на възпалителните процеси. Известно е, че процесите на стареене са тясно свързани с възпалението и нашите изследвания потвърдиха това още един път.„
Случай 1: COVID-19 и застаряващата имунна система
Изследователският екип употребява часовника за стареене в две рандомизирани изследвания с данни за пациенти. Те са желали да научат по какъв начин инфекцията от COVID-19 или имунизацията против туберкулоза визира процесите на стареене в другите типове имунни кафези.
При пациенти с COVID-19, признаци на стареене са открити единствено в един тип имунни кафези — по този начин наречените моноцити. Въпреки това, при хората, които са имали лека форма на болестта, стареенето е по-слабо изразено.
„ Нашите резултати демонстрират, че тежките инфекции могат да ускорят стареенето на имунните кафези “ — споделя Янг Ли. „ Но – и това е положителната вест – тези промени наподобяват обратими: към три седмици откакто пациентите с COVID-19 се възстановят, техните моноцити стартират да се връщат в първичното си положение. “
Случай 2: Ваксинация против туберкулоза и подмладяване на имунната система
Във второто изследване учените са употребявали „ Часовника за стареене “, с цел да проучват възрастта на другите типове имунни кафези при хора, които са получили ваксина против туберкулоза.
Появи се забавен модел: имунизацията има разнообразни резултати върху един вид имунни кафези – CD8 Т кафези – според от равнището на инфектиране в тялото. При хора с високи равнища на инфектиране имунизацията има подмладяващ резултат върху имунните кафези.
Откриване на нов инструмент за битка със стареенето
„ Часовникът за стареене на имунните кафези “ разкрива вълнуващи благоприятни условия за проучване на процесите на клетъчно стареене в другите типове имунни кафези “ —- споделя Янг Ли.
„ Това е мощен инструмент, който в бъдеще може да помогне да се разкрие динамичността на имунното стареене, да се разбере по-добре въздействието на инфекциите и имунизациите и да се разработят нови лечебни подходи и превантивни ограничения, които ще насърчат остаряването в положително здраве. “
