Nors dauguma ląstelių tipų patiria funkcinį nuosmukį po daugelio metų proliferacijos ir replikacijos, T ląstelės gali daugintis neribotą laiką ir be žalos.
St. Jude'o vaikų tyrimų ligoninės ir Minesotos universiteto mokslininkai ištyrė unikalų T ląstelių senėjimo „epigenetinį laikrodį“, įrodydami, kad T ląstelės gali išgyventi ilgiau nei organizmas mažiausiai keturis gyvenimus. Be to, mokslininkai parodė, kad sveikų T ląstelių amžius buvo atsietas nuo organizmo chronologinio amžiaus.
Be to, jie nustatė, kad piktybinės T ląstelės iš vaikų, sergančių ūmine limfoblastine T ląstelių leukemija (T-ALL), sensta iki 200 metų. Išvados buvo paskelbtos m Gamtos senėjimas.
Tyrėjai tyrinėdami ląstelių senėjimo procesą per pasikartojančius augimo ciklus, atsirado tam tikrų specifinių T ląstelių modelių.
„Imuninė sistema iš prigimties turi sukurti greitą proliferacinį atsaką į patogeną arba naviką“, – sakė vienas iš autorių Ben Youngblood, Ph.D., Sent Džudo imunologijos katedra. „Ir kai kuriose situacijose, pavyzdžiui, esant endeminiams patogenams ar lėtinėms virusinėms infekcijoms, tai kartojasi vėl ir vėl. Tai daug proliferacijos, kurią šios T ląstelės patiria per visą žmogaus gyvenimą.”
Tai iškėlė klausimą, kodėl, nepaisant šių pagreitėjusių proliferacijos tempų, šis imuninis atsakas nesukelia vėžio vystymosi.
Atsakymas slypi unikaliame T ląstelės gebėjime nepaisyti senėjimo.
Epigenetiniai žymenys siūlo tikslesnę amžiaus metriką
Norėdami ištirti šį reiškinį, mokslininkai naudojo specifinius biomarkerius, žinomus kaip epigenetiniai žymenys, kurie kaupiasi laikui bėgant. Kaip skaičiuojant žiedus ant medžio kelmo miške, šis „epigenetinis laikrodis“ pasakoja retrospektyvinę istoriją apie ląstelės gyvavimo ciklą, nepriklausomą nuo paties organizmo. Šiuo metu tiksliausiais senėjimo proceso tyrimo būdais laikomi genetinių mutacijų kaupimasis, telomerų (apsauginių chromosomų dangtelių) trumpėjimas ir metilinimo modeliai.
Tyrėjai manė, kad tai idealus būdas ištirti keistą T ląstelių senėjimo atvejį. „Mes pradėjome klausinėti apie tai, kokie yra senėjimo požymiai, ypač epigenetiniai požymiai, ir kaip juos galima pritaikyti ilgai gyvenančioms T ląstelėms”, – sakė jis. „Vienas iš didžiausių klausimų, kuriuos turėjome, buvo tai, ar šie epigenetiniai laikrodžiai yra susieti su organizmo gyvenimo trukme, ar ne.
Modelis rodo, kad T ląstelės gali gyventi ilgiau nei jų kilmės organizmas
Bendradarbiaudami su bendradarbiaujančiu autoriumi Davidu Masopustu, mokslų daktaru iš Minesotos universiteto, mokslininkai rado puikų modelį savo klausimams spręsti. Šis modelis naudojo tą pačią T ląstelių liniją per kelis pelių gyvavimo ciklus.
„Daktaras Masopustas pradėjo šį modelį darydamas prielaidą, kad ląstelės galiausiai sumažės, bet to nepadarė, jos tiesiog tęsėsi“, – aiškina Youngblood. „Tai paskatino jo pagrindinį 10 metų pelių tyrimą, kurį vėliau panaudojome siekdami išsiaiškinti, ar organizmo gyvenimo trukmės ribos riboja epigenetinius laikrodžius.”
Naudodami šį modelį ir epigenetinį laikrodį, kurį jie sukūrė T ląstelėms, tyrėjai ištyrė T ląstelių linijos DNR metilinimo modelius. Jie nustatė, kad amžius yra tik skaičius, o mirtis nėra pabaiga.
„Žmonės negyvena amžinai. Tačiau šiuo atveju galėtume išbandyti šią koncepciją dėl T ląstelių”, – sakė Youngblood. „Ar epigenetiniam laikrodžiui yra galas? Ar jis yra plokščiakalnis? Ir tai nebuvo iki keturių gyvenimų, jis tiesiog skaičiavo, o tai buvo neįtikėtina. Šios ląstelės nėra apribotos pagrįstų organizmo gyvenimo trukmės ribų.”
Vėžinės T ląstelės atrodo šimtų metų senumo
Tada mokslininkai nustatė, kas atsitiko greito ir ilgalaikio dauginimosi sąlygomis, pavyzdžiui, vėžiu. Grupė apklausė vaikų, sergančių T-ALL, T ląsteles, kad išsiaiškintų, kas atsitinka su jų epigenetiniu laikrodžiu.
„Jei epigenetiniai laikrodžiai būtų susieti su šeimininko chronologiniu amžiumi, būtų galima tikėtis, kad vaikų T-ALL pacientų T ląstelės atrodys jaunos“, – sakė bendraautorė Caitlin Zebley, MD, Ph.D., Sent Džudas. Kaulų čiulpų transplantacijos ir ląstelių terapijos skyrius. „Tačiau mūsų laikrodis numatė, kad šios ląstelės yra labai senos.”
Žvelgiant iš patirties perspektyvos, T-ALL pacientų T ląstelės buvo nuo 100 iki 200 metų amžiaus. „Manome, kad tai buvo susiję su tuo, kad jie taip sparčiai daugėjo“, – padarė išvadą Zebley. T-ALL modelis suteikė neįkainojamą įžvalgą apie leukemijos ląstelių senėjimo procesą.
„Mes galėjome naudoti tai kaip atimties modelį iš visų kitų leukemijos programų, kad nustatytų tas, kurios yra susijusios su normaliu senėjimu ir proliferacija, palyginti su tuo, kurie skiriasi nuo leukemijos”, – sakė Youngblood. „Gavome geresnį supratimą apie tai, kurios epigenetinės programos yra susijusios su leukemija, o kurios yra tik normali hiperproliferacija ir senėjimas.”
T ląstelių išgyvenimas yra gyvybiškai svarbus mūsų išlikimui
Atsižvelgiant į tai, kokia aktyvi yra mūsų imuninė sistema, T ląstelių išgyvenimas yra gyvybiškai svarbus mūsų bendram išgyvenimui. „T ląstelės turi tiek daug galimybių tapti vėžinėmis, – sakė Youngblood, – bet jos negali, kitaip žmonija neegzistuotų.
Youngblood, Zebley ir Masopust toliau tiria patikrinimus ir pusiausvyrą, užkertančią kelią T ląstelėms nuo piktybinės transformacijos. Atliekant šį darbą galima pradėti svarstyti galimus gydymo būdus, kurie sustabdo ar net panaikina su amžiumi susijusius sutrikimus.