Иммунная система человека «рано просыпается»

В каждом живом организме есть собственные «биологические часы» — на научной терминологии они называются циркадными ритмами. Их цикл составляет примерно 24 часа. Недавно ученым из Женевского университета в Швейцарии и Университета Людвига-Максимилиана в Германии удалось продемонстрировать, что активность иммунной системы регулируется в соответствии со временем суток. Например, интенсивность миграции иммунных клеток из кожи в лимфатические узлы колеблется в течение 24-часового цикла. Иммунная функция наиболее высока в период покоя: у мышей, ведущих ночной образ жизни — днем, а у человека — рано утром. Авторы работы утверждают, что время суток нужно учитывать при введении противоопухолевых иммунопрепаратов. Результаты этого исследования были представлены в журнале Nature Immunology.

В организме человека действуют две разновидности иммунитета. Врожденный реагирует на патогены очень быстро, но он неспецифичен: какой бы «враг» ни вторгся в организм, ответ всегда будет одним и тем же. Адаптивный иммунитет «разгоняется» медленнее, но он специфичен для каждого конкретного патогена.

Руководитель исследования, профессор Кристоф Шейерманн (Christoph Scheiermann), рассказывает:

Адаптивной иммунной системе требуются недели, чтобы сформировать ответ, специфичный для каждого конкретного патогена. Этот ответ сохраняется в течение длительного времени после того, как опасность миновала — благодаря клеточной памяти. Это типичный механизм, который начинает работать, например, после вакцинации против определенных вирусов.

Чтобы разобраться во влиянии циркадных ритмов на работу адаптивной иммунной системы, исследователи изучили миграцию дендритных клеток из кожи в лимфатических узлах. Дендритные клетки первыми встречают патогены, проникающие в кожу, «пожирают» их, разрушают и несут антигены в лимфатические узлы, чтобы «познакомить» с ними T-лимфоциты. В итоге развивается иммунный ответ.

Интеллектуальная собственность https://www.euroonco.ru

Синхронизированные биологические часы

Сначала ученые четыре раза в день отслеживали миграцию дендритных клеток у диких мышей, а затем у животных, у которых циркадные ритмы были искусственно нарушены. Стефан Хольткамп (Stephan Holtkamp), первый автор научной публикации, объясняет:

Чтобы миграция дендритных клеток происходила правильно, на циркадные ритмы должны правильно реагировать не только они сами, но и клетки лимфатических сосудов. Следовательно, циркадные часы должны правильно функционировать по обе стороны: как внутри самой клетки, так и в окружающей ее среде. В противном случае пиков активности больше не наблюдается, и иммунная система постоянно функционирует в замедленном режиме.

Затем ученые повторили свои эксперименты на клетках кожи человека, полученных в разное время суток. Были идентифицированы различные молекулы, в том числе хемокины, активность которых регулируется циркадными ритмами. В теле мышей и человека были обнаружены одни и те же молекулы, но их активность менялась по-разному, в зависимости от дневной или ночной активности. Это подтверждает, что биологические часы регулируются естественным чередованием дня и ночи.

Стимулирование иммунной системы в благоприятное время

Вне зависимости от того, когда иммунную систему стимулируют с помощью лекарственных препаратов, в ее активности сохраняются суточные ритмы с пиком по утрам. Почему же так происходит?

Одна из функций биологических часов — энергосберегающая. Организм должен максимально эффективно использовать имеющиеся у него ресурсы в соответствии со своими потребностями. Может быть, циркадные часы заставляют иммунную систему становиться более бдительной, когда наиболее высок риск заражения — во время приема пищи, социального взаимодействия? И означает ли это, что в вечерние и ночные часы организм человека наиболее уязвим к патогенам? Пока на эти вопросы у ученых нет ответов. Роль циркадных ритмов в работе иммунной системы еще предстоит раскрыть. Эти знания могут очень пригодиться в медицине — например, для выбора оптимального времени введения вакцин, иммунопрепаратов. Сейчас ученые из Швейцарии и Германии исследуют самые первые стадии иммунного ответа, когда патоген или вакцина попадают в организм.

Иммунитет — одна из самых сложных систем в организме человека. Он помогает бороться не только с инфекционными агентами, но и собственными «неправильными» клетками, в том числе раковыми. Поэтому появление иммунопрепаратов новых поколений произвело революцию в онкологии. Ингибиторы контрольных точек зачастую эффективнее классических химиопрепаратов, помогают существенно продлевать жизнь при поздних стадиях рака и в целом лучше переносятся пациентами. В клиниках «Евроонко» применяются все новейшие оригинальные противоопухолевые препараты с доказанной эффективностью.

Источник: sciencedaily.com