Омоложение иммунитета омолаживает мозг

Чтобы пожилой мозг начал работать лучше, нужно омолодить иммунным клеткам обмен веществ.

Иммунные клетки макрофаги блуждают по тканям и выискивают то, что нужно съесть: молекулярный мусор, бактерий, заражённые клетки. (Фото: NIAID / Flickr.com)

Открыть в полном размере

Как и любое оружие, иммунитет может сильно навредить своему владельцу. Например, мы часто слышим о том, как воспаление повышает риск разных хронических заболеваний, от диабета до болезни Альцгеймера, от атеросклероза до рака. Воспаление – защитная иммунная реакция, но она должна начинаться вовремя и заканчиваться вовремя, и быть адекватной той угрозе, которая её запустила. Слишком сильное воспаление повредит организму, как это бывает, например, при коронавирусной инфекции COVID-19 – считается, что тяжёлая форма болезни вплоть до летального исхода случаются из-за очень, очень агрессивного воспаления.

Другой вариант – слабое, но длительное воспаление, которое возникло в буквальном смысле на ровном месте. В организме нет никакой инфекции, однако иммунные клетки всё равно выделяют воспалительные молекулы, обмениваются воспалительными сигналами и вообще ведут себя так, как будто есть явная угроза. Дело в том, что молекулы, которые иммунные клетки выделяют при воспалении, вредят не только бактериям, вирусам и заражённым клеткам, они также вредят здоровым тканям. (Аналогия с оружием тут вполне работает – боевые отравляющие вещества убивают не только врагов, но и друзей, если те оказались поблизости.)

В норме иммунитет должен держать себя в руках. То есть у него должны работать механизмы, которые не позволяют запускать воспалительную реакцию без нужды. Однако со временем – то бишь с возрастом – эти механизмы начинают сбоить. И начинается хроническое воспаление, которое сказывается на всех органах. Считается, к примеру, что возрастное ухудшение умственных способностей во многом связано как раз с испорченным иммунитетом.

Сотрудники Стэнфордского университета пишут в Nature, как можно омолодить иммунитет и за ним мозг. Исследователи занимались иммунными клетками миелоидного ряда. Слово «миелоидный» указывает на особенности развития этих клеток из стволовых предшественников. К миелоидным клеткам крови относятся эритроциты, тромбоциты, а из иммунных клеток – лейкоциты и моноциты с макрофагами. (Другой ряд клеток – лимфоидные; к ним относятся все лимфоциты.) Миелоидные клетки играют огромную роль в управлении воспалением. В частности, они производят простагландин Е2 (PGE2) – это одно из главных веществ, стимулирующих воспаление. С другой стороны, у PGE2 есть и другие функции. Как именно он сработает, зависит от того, с каким клеточным рецептором он провзаимодействует.

Один из рецепторов к PGE2 называется EP2. Он располагается на тех же миелоидных иммунных клетках. Когда PGE2 связывается с E2, иммунные клетки понимают, что воспаление нужно усилить. То есть с помощью PGE2 они подстёгивают сами себя.

Для экспериментов брали макрофаги (которые относятся к миелоидным клеткам) у людей моложе 35 лет и у людей старше 65 лет. Также макрофаги брали у мышей – молодых и старых. Клетки, взятые у пожилых людей и пожилых мышей, синтезировали больше простагландина Е2 и у них было много рецептора EP2. При активном синтезе PGE2 и EP2 у иммунных клеток менялся метаболизм: они переставали активно расходовать глюкозу, превращая её в гликоген – то есть предпочитали делать энергетические запасы вместо того, чтобы расходовать углеводы здесь и сейчас. Такое стремление делать углеводные запасы, по словам авторов работы, сопутствует «старческому воспалению».

Если же макрофаги получали вещества, которые не давали PGE2 взаимодействовать с рецептором E2, то клетки начинали активно расщеплять глюкозу. Их обмен веществ становился таким же, как у молодых клеток. И, что важно, так вели себя как мышиные иммунные клетки, так и человеческие.

Омоложение метаболизма сказывалось и на состоянии мозга. Вещества, которые препятствовали соединению PGE2 и E2, давали не только отдельным старым клеткам, но и старым мышам. И мозг у старых мышей начинал работать намного лучше. Например, они начинали ориентироваться в пространстве так же хорошо, как и молодые, то есть у них омолаживалась пространственная память. Любопытно, что одно из омолаживающих веществ не проникало в мозг (как известно, в кровеносных сосудах мозга есть гематоэнцефалический барьер, который пропускает в мозг лишь очень небольшую долю того, что плавает в крови). То есть мозг чувствовал изменения, которые происходят с иммунными клетками в остальных тканях.

Правда, ни одно из экспериментальных веществ, действовавших на пару PGE2 и E2, не проверяли на людях. У мышей никаких токсических эффектов не проявилось, однако это не значит, что их не будет у человека. Так что впереди предстоит ещё большая работа, чтобы понять, как поведут себя эти вещества в человеческом организме, и если они окажутся опасными, то какие безопасные аналоги для них можно подобрать.

Два года назад мы писали о другом рецепте омоложения мозга, также связанным с воспалением. Тогда речь шла о том, что вышеупомянутый гематоэнцефалический барьер с возрастом начинает протекать, в мозговую ткань попадают вещества, которым там не место, и в мозге начинается пресловутое воспаление. Изменить ситуацию можно, если в кровеносных сосудах мозга заделать протечки.

Автор: Кирилл Стасевич