«Часы» иммунной системы предсказывают смертность

Вы так же стары, как ваша иммунная система.

Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета и Института исследований старения Бака создали часы воспалений и старения. Они точнее, чем число свечей на вашем праздничном торте, предсказывают, насколько сильна ваша иммунная система, как скоро вы станете хрупким или есть ли у вас незаметные глазу сердечно-сосудистые проблемы, которые могут стать проблемой через несколько лет.

В процессе работы ученые обнаружили в крови вещество, избыток которого может ускорить старение сердечно-сосудистой системы.

История создания часов была опубликована в журнале Nature Aging.

«Каждый год календарь говорит нам, что мы стали на год старше», — сказал Дэвид Фурман, доктор философии, старший автор исследования. «Но биологически не все люди стареют с одинаковой скоростью. Это видно на примере клинических наблюдений: некоторые пожилые люди чрезвычайно подвержены заболеваниям, в то время как другие являются образцом здоровья».

Это расхождение, по словам Фурмана, в значительной степени связано с разной скоростью снижения иммунитета людей. Иммунная система — тщательно скоординированный набор клеток, веществ и стратегий, которыми эволюция снабдила нас для борьбы с такими угрозами, как травмы или вторжение патогенных микроорганизмов, — демонстрирует быструю, интенсивную, локализованную, краткосрочную реакцию сопротивления и восстановления, называемую острым воспалением. Это «полезное воспаление» обычно делает свою работу, а затем сходит на нет в течение нескольких дней. (Примером может служить красный, опухший палец, который вы видите, когда в него попала заноза, и последующее быстрое заживление).

Когда мы становимся старше, начинается постоянное, охватывающее весь организм «плохое воспаление». Это системное и хроническое воспаление вызывает повреждение органов и повышает уязвимость к целому ряду заболеваний, охватывающих практически все системы органов в организме, включая рак, инфаркты, инсульты, нейродегенерацию и аутоиммунные заболевания.

По словам Фурмана, до сих пор не было средства измерения для точной оценки воспалительного статуса человека, которое могло бы предсказать эти клинические проблемы и указать на способы их решения или предотвращения. Но теперь, по его словам, в ходе исследования был получен количественный показатель, который, похоже, именно это и делает.

Фурман руководит проектом «1000 иммуномов Стэнфорда»  (Иммуном — набор всех последовательностей иммунных рецепторов, которые встречаются у отдельно взятого человека; он включает в себя последовательности рецепторов Т-клеток (киллеров), распознающих инфицированные клетки, и последовательности антител, которые производят Б-клетки).   

1001 образец крови

Для проекта «1000 иммуномов» в период с 2009 по 2016 год были взяты образцы крови у 1001 здорового человека в возрасте от 8 до 96 лет. Образцы были подвергнуты целому ряду аналитических процедур, определяющих уровень иммунных сигнальных белков, называемых цитокинами, состояние активации многочисленных типов иммунных клеток в ответ на различные стимулы, а также общий уровень активности тысяч генов в каждой из этих клеток.

В новом исследовании использовался искусственный интеллект, чтобы свести все эти данные в единую картину, которую исследователи называют часами воспалений. Самыми сильными предсказателями возраста воспаления, по их мнению, оказался набор из примерно 50 иммунных сигнальных белков, называемых цитокинами. Уровни этих белков, обработанные сложным алгоритмом, были достаточны для получения одного числа воспалительного балла, который хорошо отслеживал иммунологическую реакцию человека и вероятность возникновения любого из множества заболеваний, связанных со старением.

В 2017 году ученые обследовали около 30 участников проекта «1000 иммуномов» в возрасте 65 лет и старше, у которых кровь была взята в 2010 году. Они измерили скорость, с которой участники вставали со стула и проходили определенное расстояние, а также, с помощью анкеты, их способность к самостоятельной жизни («Можете ли вы ходить самостоятельно?», «Нуждаетесь ли вы в помощи при одевании?»). Воспалительный возраст оказался лучше хронологического возраста в прогнозировании хрупкости через семь лет.

Далее Фурман и его коллеги получили образцы крови из продолжающегося исследования исключительно долгоживущих людей в Болонье, Италия, и сравнили воспалительный возраст 29 таких людей (все, кроме одного столетнего) с возрастом 18-ти,  50-ти и 79-летних. У пожилых людей воспалительный возраст был в среднем на 40 лет меньше их календарного возраста. У одного из них, 105-летнего мужчины, воспалительный возраст составил 25 лет, сказал Фурман.

Для дальнейшей оценки влияния воспалительного возраста на смертность команда Фурмана обратилась к Фрамингемскому исследованию, в котором с 1948 года отслеживались показатели здоровья тысяч людей. Во Фрамингемском исследовании не было достаточных данных об уровне белков в крови, но гены, от уровня активности которых во многом зависит выработка цитокинов часов воспалений, хорошо известны. Исследователи измерили уровень активности этих генов, кодирующих цитокины, в клетках испытуемых из Фрамингема. Этот показатель уровня цитокинов значительно коррелировал со смертностью от всех причин среди участников Фрамингемского исследования.

Ключевое вещество

Ученые заметили, что уровень одного вещества в крови, CXCL9, вносит более весомый вклад, чем любой другой компонент часов, в показатель «воспаление-возраст». Они обнаружили, что уровень CXCL9, цитокина, выделяемого некоторыми иммунными клетками для привлечения других иммунных клеток к месту инфекции, начинает стремительно расти в среднем после 60 лет.

Среди новой группы из 97 человек в возрасте от 25 до 90 лет, отобранных в рамках проекта «1000 иммуномов» за их внешне отличное здоровье, без признаков каких-либо заболеваний, исследователи искали тонкие признаки ухудшения состояния сердечно-сосудистой системы. Используя чувствительный тест на жесткость артерий, который отражает повышенный риск инсультов, инфарктов и почечной недостаточности, они связали высокие показатели воспаления и высокий уровень CXCL9 с неожиданной жесткостью артерий и другим предвестником неблагоприятных сердечных последствий: чрезмерной толщиной стенки главной насосной станции сердца — левого желудочка.

CXCL9 был замешан в сердечно-сосудистых заболеваниях. Серия экспериментов в лаборатории показала, что CXCL9 выделяется не только иммунными клетками, но и эндотелиальными клетками — основными компонентами стенок кровеносных сосудов. Исследователи показали, что преклонный возраст как коррелирует со значительным повышением уровня CXCL9 в эндотелиальных клетках, так и снижает способность эндотелиальных клеток формировать микрососудистые сети, расширяться и сужаться.

Однако в лабораторных экспериментах, проведенных на тканях мышей и клетках человека, снижение уровня CXCL9 восстанавливало функцию эндотелиальных клеток молодости, что позволяет предположить, что CXCL9 непосредственно способствует дисфункции этих клеток и что его ингибирование может оказаться эффективным для снижения риска сердечно-сосудистых заболеваний у предрасположенных лиц.

«Способность наших часов воспалений и старения выявлять субклиническое ускоренное сердечно-сосудистое старение намекает на их потенциальное клиническое воздействие», — сказал Фурман. «Все заболевания лучше всего лечатся на ранних стадиях».

Мы согласны с автором исследования и полностью поддерживаем идею профилактики. Как, в прочим, и владельцы доменов в зоне .fit