Rozszyfrowując mechanizmy migracji komórek leżące u podstaw odpowiedzi immunologicznej, naukowcy z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE), w Szwajcarii, i Uniwersytetu Ludwigs-Maximilians (LMU), w Niemczech, wykazali, że aktywacja układu odpornościowego jest modulowana w zależności od pory dnia.
Rzeczywiście, migracja komórek odpornościowych ze skóry do węzłów chłonnych oscyluje w ciągu 24 godzin. Funkcjonowanie układu odpornościowego jest najwyższe w fazie spoczynku, tuż przed wznowieniem aktywności - po południu w przypadku myszy, które są zwierzętami nocnymi, i wczesnym rankiem w przypadku ludzi.
Wyniki te, o których można przeczytać w czasopiśmie Nature Immunology, sugerują, że pora dnia powinna być ewentualnie brana pod uwagę przy podawaniu szczepionek lub immunoterapii przeciwko nowotworom, aby zwiększyć ich skuteczność.
W przeciwieństwie do wrodzonego układu odpornościowego, który reaguje natychmiast, ale w sposób nieukierunkowany, adaptacyjny układ odpornościowy buduje długotrwałą odpowiedź specyficzną dla każdego czynnika zakaźnego.
"Adaptacyjny układ odpornościowy potrzebuje tygodni, aby wytworzyć odpowiedź specyficzną dla danego patogenu. Odpowiedź ta trwa następnie przez długi czas dzięki mechanizmowi pamięci komórkowej", mówi Christoph Scheiermann, profesor w Departamencie Patologii i Immunologii oraz w Genewskim Centrum Badań nad Zapaleniem (GCIR) na Wydziale Medycyny UNIGE, który kierował tymi badaniami.
"Jest to typowy mechanizm działający podczas szczepienia przeciwko wirusowi, na przykład".
Aby zrozumieć rolę rytmów okołodobowych na aktywację immunologiczną, badacze przyjrzeli się migracji komórek dendrytycznych ze skóry do układu limfatycznego, jednego z filarów adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej.
Znajdujące się w wielu narządach obwodowych, w tym w skórze, komórki dendrytyczne migrują przez naczynia limfatyczne do węzłów chłonnych, gdzie prezentowane są antygeny, aby wywołać odpowiedź immunologiczną przeciwko napływającemu patogenowi.
Zsynchronizowane zegary
Naukowcy najpierw obserwowali zdolność migracyjną komórek dendrytycznych u dzikich myszy cztery razy dziennie, a następnie u myszy bez funkcjonalnych zegarów wewnętrznych.
"Aby migracja komórek odbywała się prawidłowo, nie tylko komórki dendrytyczne, ale także komórki naczyń limfatycznych muszą reagować na rytm okołodobowy" - wyjaśnia Stephan Holtkamp, wówczas badacz w Centrum Biomedycznym Uniwersytetu Ludwiga-Maximiliana i pierwszy autor tego badania.
Zegar okołodobowy musi zatem funkcjonować po obu stronach mechanizmu: w komórce i w jej środowisku. W przeciwnym razie nie dochodzi do szczytów aktywności, a układ odpornościowy nieustannie pracuje w zwolnionym tempie.
Badacze powtórzyli następnie swój eksperyment na ludzkich komórkach skóry pobranych od pacjentów o różnych porach dnia. "Zidentyfikowaliśmy liczne cząsteczki, w szczególności chemokiny, które są zaangażowane w proces migracji i których ekspresja jest regulowana przez zegary okołodobowe" - mówi Christoph Scheiermann.
To pokazuje komórki dendrytyczne
Migracja komórek dendrytycznych ze skóry do naczyń limfatycznych zależy od pory dnia. Komórki dendrytyczne myszy (zielone) migrują do naczyń limfatycznych (czerwone). Naczynia krwionośne są w kolorze niebieskim. Credit: UNIGE - Christoph Scheiermann
"Te same molekuły znaleziono w komórkach ludzkich i mysich z odwróconym rytmem odpowiadającym zwyczajom życiowym tych dwóch gatunków, nocnym u gryzoni, dziennym u ludzi. Potwierdza to, że rytm ten jest regulowany przez naturalną aktywność zgodną z naprzemiennością dnia i nocy."
Stymulowanie układu odpornościowego w sprzyjającym czasie
Dodatkowe dane wskazują również, że jeśli układ odpornościowy jest stymulowany w różnych porach dnia, pojawiają się te same oscylacje, ze szczytem w godzinach porannych. Ale dlaczego układ odpornościowy jest regulowany przez rytm oscylacyjny?
"Rytmy okołodobowe funkcjonują jako system oszczędzania energii, aby jak najlepiej wykorzystywać zasoby energetyczne w zależności od najpilniejszych potrzeb. Czy może to być sposób, aby układ odpornościowy był w pogotowiu w czasach, gdy ryzyko narażenia na patogeny jest największe, poprzez spożycie pokarmu i/lub interakcje społeczne?"
Podobnie, czy możemy być bardziej podatni na patogeny wieczorem i w nocy? W tej chwili nie da się tego stwierdzić. Niemniej jednak, znaczenie rytmu okołodobowego dla układu odpornościowego dopiero się ujawnia i może mieć duże znaczenie zarówno dla szczepień ochronnych, jak i dla podawania terapii przeciwnowotworowych lub zarządzania chorobami autoimmunologicznymi.
Zespół Christopha Scheiermanna będzie teraz badał bardziej szczegółowo pierwszy etap odpowiedzi immunologicznej, kiedy patogen lub szczepionka dostają się do organizmu.
**Source
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz