Ältere Menschen leiden häufiger unter schweren Komplikationen von Infektionen und profitieren weniger von der Impfung als die Allgemeine Bevölkerung. Wissenschaftler haben lange bekannt, dass ein geschwächtes Immunsystem ist Schuld, aber die genauen Mechanismen, die hinter diesem zurückbleiben Immunität haben, blieb weitgehend unbekannt.
Jetzt led-Forschung von Forschern an der Harvard Medical School deutet darauf hin, dass geschwächte Stoffwechsel von immun-T-Zellen können zum Teil selbst Schuld.
Die Ergebnisse, veröffentlicht Dez. 10 in PNAS und sich auf versuche im Maus-Immunzellen, identifizieren einen bestimmten Stoffwechselweg als ein-Kohlenstoff-Stoffwechsel, Mangel im gealterten T-Zellen von Nagern. Die Arbeit schlägt auch mögliche Wege zur Wiederherstellung geschwächter immun Funktion mit der Verwendung von niedermolekularen verbindungen zur Steigerung der T-Zell-Leistung.
„Wir glauben, dass unsere Ergebnisse helfen zu erklären, die grundlegende Störung, die Laufwerke Verlust der Immunabwehr mit dem Alter“, sagte senior Studie Autor Marcia Haigis, professor der Zellbiologie in der Blavatnik-Institut an der Harvard Medical School. „Wenn sich bestätigt in weiteren Studien, wir hoffen, dass unsere Ergebnisse die Bühne für die Entwicklung von Therapien zur Verbesserung der Funktion des Immunsystems.“
Die Rolle der T-Zellen im Immunsystem ist zweigeteilt: der Angriff auf krankmachende Zellen wie Bakterien, Viren und Krebs und „erinnern“ Vergangenheit Invasoren—die körpereigene Weg, um sicherzustellen, dass Sie können vor Ort eine Bedrohung und montieren eine schnelle Verteidigung bei späteren Begegnungen mit dem gleichen Krankheitserreger. In einer gesunden person, die T-Zellen zirkulieren im Blut und leise Scannen Sie den Körper für Bedrohungen durch Proteine auf der Oberfläche der Zelle. Wenn eine T-Zelle auf eine andere Zelle, die Sie hält gefährlich, die T-Zell-Aktivierung erfährt, die eine molekulare Kaskade in denen es wechselt von überwachungs-Modus-attack-Modus. Die aktivierten Zellen dann sehr schnell zu replizieren und bauen eine Armee und den Feind zu vernichten.
Erstens, die Forscher für die Allgemeine Unterschiede zwischen alten und Jungen-T-Zellen. Sie isolierten T-Zellen aus den Milzen von Jungen und alten Mäusen und festgestellt, dass, im Allgemeinen, ältere Mäuse hatten weniger T-Zellen. Als Nächstes Messen die Zellen immun-fitness, die Forscher aktiviert die T-Zellen durch die Nachahmung von Signalen, die normalerweise eingeschaltet, indem Sie die Krankheitserreger während der Infektion. Die älteren T-Zellen zeigten verminderte Aktivierung und die Allgemeine Funktion, die in Reaktion auf diese alarm-Signale. Speziell, Sie wuchsen langsamer, abgesondert weniger immun-Signalisierung Moleküle und starb bei einer viel schnelleren rate als junge T-Zellen. Die Forscher beobachteten auch, dass im Alter von T-Zellen hatten einen niedrigeren Stoffwechsel, verbraucht weniger Sauerstoff und brach Zucker weniger effizient. Auch Sie hatten kleinere als normale Mitochondrien, der Zellen, der “ power-Generatoren, die Sie lebendig halten.
Es war, als ob diese älteren Zellen des Immunsystems verloren hatte, Ihren „Appetit“ und Ihre Fähigkeit zur Verarbeitung von Kraftstoff in Energie, Haigis und Ihre Kollegen beobachtet.
Zum ermitteln der Stoffwechselwege, die hinter dieser Störung, die die Wissenschaftler analysiert all die verschiedenen Proteine in den Zellen, einschließlich derjenigen, die wichtig sein könnte für den Versuch, eine T-Zelle von der Ruhephase in einem Kampf Stand. Das team fand heraus, dass das Niveau von etwa 150 Proteinen niedriger waren als normal nach der Aktivierung der im Alter von T-Zellen, verglichen mit Jungen-T-Zellen. Über 40 Proteine zeigte, höher als ein normales Niveau im Alter von versus Jungen-T-Zellen. Viele dieser Proteine haben unbekannte Funktionen, aber die Forscher fanden heraus, dass Proteine, die eine bestimmte Art von Stoffwechsel, die sogenannten ein-Kohlenstoff-Metabolismus, wurden verringert um fast 35 Prozent im Alter von T-Zellen.
Ein-Kohlenstoff-Metabolismus besteht aus einer Reihe von chemischen Reaktionen, die stattfinden, in der Zelle, die Mitochondrien und das zytosol der Zelle zu produzieren Aminosäuren und Nukleotide, die Bausteine der Proteine und der DNA. Dieser Prozess ist besonders wichtig für die zelluläre Replikation, weil es versorgt die biologisches material, das für den Aufbau neuer Zellen.
Das team der früheren arbeiten hatten gezeigt, dass die ein-Kohlenstoff-Metabolismus spielt eine zentrale Rolle in der Versorgung der im wesentlichen biologischen Bausteine für das wachsende Heer von T-Zellen während der Infektion. Also, die Wissenschaftler fragten sich, könnte das hinzufügen der Produkte, die von diesem Weg der geschwächten T-Zellen wieder Ihre fitness und Funktion?
Um diese Hypothese zu testen, wird das team noch zwei Moleküle—Formiat und Glycin, die wichtigsten Produkte von ein-Kohlenstoff-Metabolismus, deren Ebenen wurden deutlich reduziert, im Alter von T-Zellen. In der Tat, indem die Moleküle verstärkt T-Zell-proliferation und verminderter Zelltod auf ein normales Niveau.