מעיין הנעורים הסלולרי: גילוי תאי T חדש משכתב את כללי ההזדקנות

חוקרים מבית החולים לחקר הילדים של סנט ג'וד ובאוניברסיטת מינסוטה גילו כי ההזדקנות של תאי T אינה מוגבלת על ידי גיל האורגניזם, מה שמאפשר לתאים בריאים אלה להמשיך ולהתרבות ללא הגבלת זמן.

רוב סוגי התאים עוברים ירידה תפקודית לאחר שגשוג ושכפול נרחבים לאורך השנים. עם זאת, נראה כי תאי T מתרבים ללא הגבלת זמן ללא כל השפעות שליליות. חוקרים מבית החולים לחקר הילדים של סנט ג'וד ומאוניברסיטת מינסוטה חקרו את 'השעון האפיגנטי' הייחודי השולט בהזדקנות תאי T. הממצאים שלהם מראים כי לתאי T יש פוטנציאל לשרוד מעבר לתוחלת החיים של אורגניזם, ולהחזיק מעמד לפחות ארבעה תקופות חיים.

בנוסף, החוקרים הראו שגיל תאי T בריא היה מנותק מהגיל הכרונולוגי של האורגניזם. יתר על כן, הם קבעו כי נראה כי תאי T ממאירים מחולים ילדים עם לוקמיה לימפובלסטית חריפה (T-ALL) התיישנו עד 200 שנה. הממצאים פורסמו ב הזדקנות הטבע.

כאשר חוקרים חוקרים את תהליך ההזדקנות הסלולרית באמצעות מחזורי צמיחה חוזרים ונשנים, הופיעו כמה דפוסים מוזרים לגבי תאי T. "המערכת החיסונית מטבעה חייבת לעורר תגובה מתרבה מהירה לפתוגן או לגידול", אמר הסופר בן יאנגבלאד, דוקטור במחלקה לאימונולוגיה של סנט ג'וד. "ובמסגרות מסוימות, כמו פתוגנים אנדמיים או זיהומים ויראליים כרוניים, זה קורה שוב ושוב. זו התפשטות רבה שתאי ה-T הללו עוברים במהלך חייו של אדם". זה העלה את השאלה מדוע, למרות שיעורי ההתפשטות המואצים הללו, התגובה החיסונית הזו לא מעוררת התפתחות סרטן.

התשובה טמונה ביכולת הייחודית של תא T להתמודד עם הזדקנות.

סמנים אפיגנטיים מציעים מדדים מדויקים יותר לגיל

כדי לחקור תופעה זו, החוקרים עשו שימוש בסמנים ביולוגיים ספציפיים הידועים כסמנים אפיגנטיים המצטברים עם הזמן. כמו ספירת הטבעות על גדם עץ ביער, ה'שעון האפיגנטי' הזה מספר סיפור רטרוספקטיבי על מחזור החיים של תא בלתי תלוי באורגניזם עצמו. הצטברות של מוטציות גנטיות, קיצור של טלומרים (מכסי ההגנה על הכרומוזומים), ודפוסי מתילציה נחשבים כיום כדרכים המדויקות ביותר לחקור את תהליך ההזדקנות.

החוקרים ראו בכך דרך אידיאלית לחקור את המקרה המוזר של הזדקנות תאי T. "התחלנו לשאול שאלות על מה הם סימני ההיכר של ההזדקנות, במיוחד הסימנים האפיגנטיים, וכיצד ניתן ליישם אותם על תאי T ארוכים", אמר. "אחת השאלות הגדולות שהיו לנו הייתה האם השעונים האפיגנטיים האלה קשורים לתוחלת החיים של האורגניזם או לא."

מודל מראה שתאי T יכולים להאריך ימים יותר מהאורגניזם המקור שלהם

באמצעות שיתוף פעולה עם הסופר המתכתב דיוויד מאסופוסט, PhD, אוניברסיטת מינסוטה, החוקרים מצאו את המודל המושלם לענות על שאלותיהם. מודל זה השתמש באותה שורה של תאי T לאורך מספר מחזורי חיים של עכבר. "ד"ר. Masopust התחיל את המודל הזה בהנחה שהתאים יתמעטו בסופו של דבר, אבל הם לא, הם פשוט המשיכו ללכת", מסביר יאנגבלאד. "זה הוביל למחקר העכבר הבסיסי שלו בן 10 שנים, שבו השתמשנו לאחר מכן כדי להתייחס לשאלה האם מגבלות תוחלת חיים אורגניזמיות מגבילות שעונים אפיגנטיים."

באמצעות מודל זה ושעון אפיגנטי שהם פיתחו עבור תאי T, החוקרים חקרו את DNA דפוסי מתילציה של שושלת תאי T. הם גילו שגיל הוא רק מספר, ומוות הוא לא הסוף. "בני אדם לא חיים לנצח. אבל במקרה הזה, נוכל לבדוק את המושג הזה עבור תאי T", אמר יאנגבלאד. "האם יש סוף לשעון אפיגנטי? האם זה רמה? וזה לא קרה עד ארבע תקופות חיים, זה רק המשיך לספור, וזה היה מדהים. תאים אלה אינם כבולים לגבולות הסבירים של תוחלת החיים של האורגניזם."

תאי T סרטניים מופיעים בני מאות שנים

לאחר מכן, החוקרים קבעו מה קרה בתנאים של התפשטות מהירה וממושכת כמו בסרטן. הצוות חקר את תאי ה-T של חולים עם T-ALL לילדים כדי לחקור מה קורה לשעון האפיגנטי שלהם. "אם שעונים אפיגנטיים היו מקושרים לגיל הכרונולוגי של המארח, אז היית מצפה שתאי T מחולי T-ALL בילדים יופיעו צעירים בגיל", אמרה המחברת המתכתבת קייטלין זבלי, MD, PhD, St. Jude Department of Bone. השתלת מח וטיפול סלולרי. "אבל השעון שלנו חזה שהתאים האלה ישנים מאוד."

מנקודת מבט חוויתית, נראה כי תאי ה-T של חולי T-ALL נעים בין 100 ל-200 שנים. "אנחנו חושבים שזה היה קשור לעובדה שהם התפשטו כל כך מהר", סיכם זבלי. מודל T-ALL הציע תובנה שלא תסולא בפז לגבי תהליך ההזדקנות של תאי לוקמיה. "הצלחנו להשתמש בזה כמודל חיסור מכל התוכניות האחרות בלוקמיה כדי לזהות כאלה שקשורות להזדקנות ותפוצה רגילה לעומת כאלה הנבדלות ללוקמיה", אמר יאנגבלוד. "השגנו מושג טוב יותר אילו תוכניות אפיגנטיות קשורות ללוקמיה ואילו הן רק התפשטות יתר והזדקנות רגילה."

הישרדות תאי T חיונית להישרדותנו

בהתחשב עד כמה פעילה המערכת החיסונית שלנו, הישרדות תאי T היא חיונית להישרדות הכללית שלנו. "לתאי T יש כל כך הרבה הזדמנויות להפוך לסרטניים", אמר יאנגבלאד, "אבל הם לא יכולים, אחרת האנושות לא הייתה קיימת".

יאנגבלאד, זבלי ומסופוסט ממשיכים לחקור את הבלמים והאיזונים המונעים מתאי T לעבור טרנספורמציה ממאירה. באמצעות עבודה זו, ניתן להתחיל לשקול טיפולים פוטנציאליים שעוצרים, או אפילו הופכים, ליקויים הקשורים לגיל.

המחבר הראשון של המחקר הוא טיאן מי, סנט ג'וד. המחברים הנוספים של המחקר הם שאנטה אלי, טא גאן קאנג, אנופ באבו וסנדאן, ז'אומינג וואנג, אילריה איקובוצ'י וצ'רלס מוליג'ן, סנט ג'וד; אנדרו Soerens ו-Vaiva Vezys, אוניברסיטת מינסוטה; סטיבן ביילין, המכון המקיף לסרטן סידני קימל בג'ונס הופקינס; פיטר ג'ונס, מכון ואן אנדל; וכריסטופר היינר, אפריל מולר והריס גולדשטיין, מכללת אלברט איינשטיין לרפואה.

המחקר נתמך על ידי מענקים מ- המכונים הלאומיים לבריאות (R01AI114442, R01CA237311, U01AI144616, R01AI084913, R01AI146032, R01CA238439, R01AI172607, R01AI145024, K08CA279 National Stand, Alexis סרטן, קרן ASSISI, קרן המפתח לריפוי ו-ALSAC, ה ארגון גיוס כספים ומודעות של סנט ג'וד.