Ученые обнаружили белок, способный омолодить стареющую иммунную систему

Команда ученых из Университета Иллинойса в Чикаго идентифицировали белок, способный восстанавливать функциональность стареющих гемопоэтических стволовых клеток и омолаживать иммунную систему. Согласно результатам исследования, белок под названием тромбоцитарный фактор 4 (PF4), ранее известный преимущественно своей ролью в процессе свертывания крови, выступает системным медиатором, противодействующим возрастным изменениям в костном мозге.

В ходе научной работы, результаты которой были верифицированы через анализ механизмов клеточного старения, ученые установили, что с возрастом гемопоэтические стволовые клетки (ГСК), ответственные за производство всех клеток крови и иммунитета, претерпевают функциональную деградацию. Этот процесс характеризуется «миелоидным сдвигом» — избыточным производством клеток, способствующих хроническому воспалению, и дефицитом лимфоидных клеток, необходимых для эффективного ответа на инфекции и вакцинацию.

Экспериментальные данные показали, что введение PF4 или повышение его концентрации в микроокружении костного мозга возвращает стареющие ГСК в состояние, характерное для молодых организмов. Белок воздействует на молекулярные пути, регулирующие клеточный цикл и эпигенетический ландшафт стволовых клеток. В частности, PF4 подавляет экспрессию генов, связанных с воспалением, и восстанавливает баланс между производством различных типов иммунных клеток.

В ходе лабораторных испытаний исследователи искусственно повысили уровень PF4 у старых мышей до показателей молодых особей. Терапия, длившаяся более месяца, показала значимые результаты:

1. Стволовые клетки животных начали производить иммунные клетки в пропорциях, свойственных молодому организму.
2. Уменьшилась экспрессия генов, связанных со старением и воспалительными процессами.
3. Эффект подтвердился не только на животных моделях, но и в экспериментах с человеческими стволовыми клетками в пробирке.

Авторы работы подчеркивают, что PF4 не является «эликсиром бессмертия» для всего организма, однако открытие указывает на конкретную терапевтическую мишень.

«Мы называем гемопоэтические стволовые клетки «Святым Граалем» иммунной системы. Наше исследование дает четкие доказательства того, что можно внутренне обратить вспять определенные возрастные нарушения крови», — заявила Сандра Пиньо.

Исследовательская группа Университета Иллинойса подчеркивает, что PF4 является частью более широкого механизма системного омоложения, который ранее связывали с эффектами переливания «молодой крови». Однако выделение конкретного белка позволяет перейти от общих гипотез к разработке таргетной терапии. Механизм действия тромбоцитарного фактора заключается в регенерации ниши костного мозга — специфической среды, в которой функционируют стволовые клетки. При воздействии белка наблюдалось снижение маркеров клеточного стресса и восстановление способности иммунной системы к долгосрочному самообновлению.

Биологическое значение открытия заключается в возможности коррекции иммуносенсценции — естественного увядания иммунитета, которое делает пожилых людей уязвимыми для вирусных заболеваний и снижает эффективность иммунотерапии при лечении онкологии. В отличие от существующих методов стимуляции иммунитета, воздействие через PF4 направлено на первичный источник иммунных клеток, что обеспечивает комплексный терапевтический эффект.

На текущем этапе ученые фокусируются на определении оптимальных дозировок и методов доставки белка в ткани костного мозга для минимизации побочных эффектов, связанных с его основной функцией свертывания крови. Ожидается, что результаты станут базой для создания препаратов, способных повысить устойчивость пожилого населения к инфекционным угрозам и замедлить общее системное старение организма.

Источник: scitechdaily