Μια μελέτη από το Walter and Eliza Hall Institute θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση ενός μακροχρόνιου μυστηρίου σχετικά με το γιατί ένα βασικό ανοσοποιητικό όργανο στο σώμα μας συρρικνώνεται και χάνει τη λειτουργία του καθώς μεγαλώνουμε. Ο θύμος αδένας είναι ένα όργανο απαραίτητο για την καλή υγεία λόγω της ικανότητάς του να παράγει ειδικά κύτταρα του ανοσοποιητικού που είναι υπεύθυνα για την καταπολέμηση των λοιμώξεων και του καρκίνου.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν κύτταρα που οδηγούν τη διαδικασία γήρανσης στον θύμο αδένα -σημαντικά ευρήματα που θα μπορούσαν να ξεκλειδώσουν έναν τρόπο αποκατάστασης της λειτουργίας του θύμου αδένα και να αποτρέψουν την εξασθένιση της ανοσίας μας καθώς γερνάμε.
Τα Τ λεμφοκύτταρα είναι ένας τύπος λευκών αιμοσφαιρίων που διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στο ανοσοποιητικό μας σύστημα. Τα Τ κύτταρα είναι απαραίτητα για τον εντοπισμό και την απόκριση σε παθογόνα, όπως οι ιοί και τα βακτήρια, αλλά και για την εξάλειψη μολυσμένων ή καρκινικών κυττάρων.
Ο θύμος είναι ένα μικρό, αλλά ισχυρό όργανο που βρίσκεται πίσω από το στέρνο μας. Είναι το μόνο όργανο στο σώμα που μπορεί να παράγει Τ κύτταρα.
Αλλά ένα περίεργο χαρακτηριστικό του θύμου είναι ότι είναι το πρώτο όργανο στο σώμα μας που συρρικνώνεται καθώς μεγαλώνουμε. Καθώς συμβαίνει αυτό, οι περιοχές ανάπτυξης Τ κυττάρων στον θύμο αδένα αντικαθίστανται από λιπώδη ιστό, μειώνοντας την παραγωγή Τ κυττάρων και συμβάλλοντας σε ένα εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα.
Ενώ ο θύμος είναι ικανός να αναγεννηθεί από βλάβη, μέχρι σήμερα οι ερευνητές δεν έχουν καταφέρει να καταλάβουν πώς να ξεκλειδώσουν αυτή την ικανότητα και να ενισχύσουν την ανοσία στους ανθρώπους καθώς γερνάμε.
Στη φωτογραφία είναι τα κύτταρα που σχηματίζουν συστάδες στον θύμο αδένα. Στα αριστερά, ο θύμος από ένα ποντίκι δύο μηνών έχει λίγες ομάδες (με μπλε). Στα δεξιά, ο θύμος από ένα ποντίκι 24 μηνών εμφανίζει πολλές συστάδες. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι αυτά τα σμήνη σχηματίζουν «ουλές» στον θύμο αδένα που εμποδίζουν το όργανο να αποκατασταθεί μετά από βλάβη.
Ο επικεφαλής του εργαστηρίου WEHI, καθηγητής Daniel Gray, δήλωσε ότι τα νέα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο Nature Immunology, θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην επίλυση αυτού του μυστηρίου που έχει παραπλανήσει τους ερευνητές για δεκαετίες.
«Ο αριθμός των νέων Τ κυττάρων που παράγονται στο σώμα μειώνεται σημαντικά μετά την εφηβεία, ανεξάρτητα από το πόσο καλή φυσική κατάσταση έχουμε. Μέχρι την ηλικία των 65 ετών, ο θύμος έχει σχεδόν αποσυρθεί», είπε ο καθηγητής Gray.
«Αυτή η αποδυνάμωση του θύμου αδένα κάνει πιο δύσκολο για τον οργανισμό να αντιμετωπίσει νέες λοιμώξεις, καρκίνους και να ρυθμίσει το ανοσοποιητικό καθώς μεγαλώνουμε. Αυτός είναι επίσης ο λόγος που οι ενήλικες που έχουν εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα, για παράδειγμα λόγω θεραπείας καρκίνου ή μεταμοσχεύσεων βλαστοκυττάρων, χρειάζονται πολύ περισσότερο χρόνο για να αναρρώσουν από τα παιδιά. Αυτοί οι ενήλικες χρειάζονται χρόνια για να ανακτήσουν τα Τ-λεμφοκύτταρά τους -ή μερικές φορές δεν το κάνουν ποτέ- βάζοντάς τους σε μεγαλύτερο κίνδυνο να προσβληθούν από δυνητικά απειλητικές για τη ζωή λοιμώξεις για το υπόλοιπο της ζωής τους. Η διερεύνηση τρόπων αποκατάστασης της λειτουργίας του θύμου είναι κρίσιμη για την εύρεση νέων θεραπειών που μπορούν να βελτιώσουν τα αποτελέσματα για αυτούς τους ευάλωτους ασθενείς και να βρουν έναν τρόπο να διασφαλιστεί ότι παράγονται υγιή επίπεδα Τ κυττάρων σε όλη τη ζωή μας».
Η νέα μελέτη, μια διεθνής συνεργασία με ομάδες στο Κέντρο Καρκίνου Fred Hutch (Σιάτλ) και στο Memorial Sloan Kettering Cancer Center (NYC), παρέχει κρίσιμες νέες ιδέες που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην επίτευξη αυτού του στόχου.
«Η ανακάλυψή μας παρέχει μια νέα οπτική γωνία για την αναγέννηση του θύμου αδένα και την ανοσολογική αποκατάσταση, θα μπορούσε να ανακαλύψει έναν τρόπο ενίσχυσης της ανοσοποιητικής λειτουργίας σε ευάλωτους ασθενείς στο μέλλον», είπε ο Gray.
Επιδράσεις ουλής
Χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές απεικόνισης στο Κέντρο Δυναμικής Απεικόνισης του WEHI και ζωικά μοντέλα, η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε δύο νέους τύπους κυττάρων που κάνουν τον θύμο αδένα να χάσει τη λειτουργία του.
Αυτά τα κύτταρα, τα οποία εμφανίστηκαν μόνο στον ελαττωματικό θύμο αδένων ηλικιωμένων ποντικών και ανθρώπων, βρέθηκε να σχηματίζουν συστάδες γύρω από τις περιοχές ανάπτυξης των Τ κυττάρων, μειώνοντας την ικανότητα του οργάνου να παράγει αυτά τα σημαντικά κύτταρα του ανοσοποιητικού. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι αυτά τα σμήνη σχημάτιζαν επίσης «ουλές» στον θύμο αδένα που εμπόδιζαν το όργανο να αποκατασταθεί μετά από βλάβη.
Ο Δρ Kelin Zhao, ο οποίος ηγήθηκε των προσπαθειών απεικόνισης, είπε ότι τα ευρήματα έδειξαν για πρώτη φορά πώς αυτή η διαδικασία δημιουργίας ουλών λειτουργεί ως φραγμός στην αναγέννηση και τη λειτουργία του θύμου αδένα. «Ενώ η μεγάλη εστίαση της έρευνας για την απώλεια λειτουργίας του θύμου έχει επικεντρωθεί στη διαδικασία συρρίκνωσης, έχουμε αποδείξει ότι οι αλλαγές που συμβαίνουν μέσα στο όργανο επηρεάζουν επίσης την ικανότητά του να λειτουργεί με την ηλικία», είπε ο Zhao.
«Καταγράφοντας αυτά τα σμήνη κυττάρων στην πράξη και δείχνοντας πώς συμβάλλουν στην απώλεια της λειτουργίας του θύμου, καταφέραμε να κάνουμε κάτι που κανείς άλλος δεν έχει κάνει ποτέ πριν, σε μεγάλο βαθμό χάρη στις απίστευτες προηγμένες πλατφόρμες απεικόνισης που έχουμε στο WEHI.
«Αυτή η γνώση μάς δίνει τη δυνατότητα να διερευνήσουμε εάν αυτά τα κύτταρα μπορούν να στοχευτούν θεραπευτικά στο μέλλον, για να βοηθήσουμε να γυρίσουμε το ρολόι στον γερασμένο θύμο και να ενισχύσουμε τη λειτουργία των Τ κυττάρων στους ανθρώπους καθώς μεγαλώνουμε. Αυτός είναι ο στόχος προς τον οποίο εργάζεται η ομάδα μας».
Περισσότερες πληροφορίες: Anastasia I. Kousa et al, Age-related epithelial defects limit thymic function and regeneration, Nature Immunology (2024). DOI: 10.1038/s41590-024-01915-9.
