Восстановление тимуса может замедлить старение и продлить жизнь

Тимус – единственное место в организме, где вырабатываются Т-лимфоциты (Т-клетки), являющиеся главными агентами адаптивного (приобретенного) иммунитета. Они умеют:

• распознавать и уничтожать мутировавшие клетки, предотвращая развитие раковых опухолей;
• выявлять и запоминать возбудителей болезней;
• стимулировать работу других звеньев иммунной системы.

По мере угасания функции тимуса количество Т-клеток снижается. В январе 2020 года ученые из Университета Копенгагена (Дания) опубликовали результаты масштабного исследования, в ходе которого проследили связь между снижением уровня лимфоцитов в крови (лимфопенией) и риском смерти от разных причин.

Специалисты объясняют это тем, что уменьшение числа лимфоцитов свидетельствует о пониженной готовности иммунной системы реагировать на вторжение факторов, ведущих к болезням и смерти. Что характерно, с возрастом лимфопения развивается у большинства людей, что свидетельствует о ее связи с угасанием функции тимуса. 

Восстановление потенциала вилочковой железы поможет справиться со многими возрастными проблемами, предупредить развитие рака и снизить вероятность смерти от инфекций. Особый интерес в этой области вызывают биотехнологии, направленные на регенерацию тканей и восстановление микроокружения, необходимого для формирования Т-клеток.

Сегодня ученые изучают разные подходы: от гормональной терапии до тканевой инженерии и создания биоматриксов на основе внеклеточного каркаса органа. Авторы ряда работ предполагают, что подобные методы способны частично восстанавливать функцию органа даже после возрастной инволюции.

Пересадка вилочковой железы или ее фрагментов взрослому человеку могла бы решить проблему возрастного угасания функции тимуса. Такое возможно, однако на сегодняшний день операции по пересадке проводились только грудным детям.
Исследователи из Института детского здоровья (Лондон, Великобритания) в 2017 году опубликовали статью о результатах пересадки железы детям с синдромом Ди Джорджа (Ди Георга) – генетического заболевания, при котором не происходит развития вилочковой железы и наблюдается выраженный дефицит Т-клеток.

Ход и результаты эксперимента:

• У одного пациента произошло отторжение донорского органа, и была проведена повторная трансплантация. 
• 3 пациентов погибли (через две недели, восемь месяцев и два года после трансплантации) от инфекционных осложнений, вызванных иммунодефицитом.
• 9 из 12 прооперированных на момент публикации статьи живы, период наблюдения составлял от 22 до 80 месяцев.
  Через пять-шесть месяцев после пересадки у реципиентов начинали обнаруживаться собственные Т-лимфоциты, что свидетельствовало об адекватном функционировании пересаженного органа. 
• В результате 8 пациентов «сняли» с постоянного лечения антибиотиками, а 5 перестали нуждаться в заместительном введении иммунозамещающих препаратов.

Возможно, по мере совершенствования данной практики можно будет ставить вопрос о пересадке не только новорожденным детям, но и пожилым людям с возрастным угасанием функции вилочковой железы.

Не обязательно пересаживать орган целиком, можно ограничиться трансплантацией каркаса донорской железы – это было доказано в 2019 году командой ученых из института клеточной терапии Питсбурга (США). 

Было установлено, что одной из причин возрастной инволюции вилочковой железы является изменение микросреды. В результате стволовые клетки-предшественники перестают трансформироваться в зрелые Т-клетки. Метод, предложенный учеными, заключается в создании нового каркаса органа с микросредой, подходящей для размножения лимфоцитов.

Возможно, после завершения доклинической стадии испытаний, проводимых на лабораторных животных, ученые смогут осуществлять операции по пересадке каркаса тимуса и у человека.

Ученые из биотехнологической компании Intervene и Стэнфордского университета установили, что добиться реинволюции (омоложения) тимуса у людей можно при помощи гормона роста – результаты исследования были опубликованы в сентябре 2019 года. 

• Оказалось, что через 12 месяцев приема rhGH у восьми из десяти участников произошло замещение значительной части жира в тимусе функциональными клетками. 
• У двух добровольцев с менее выраженным эффектом изначально был более низкий уровень жировой ткани в вилочковой железе, чем у других участников.
• Кроме того, обнаружилось, что за год лечения у добровольцев запустились процессы омоложения: обращение вспять процессов эпигенетического старения удалось зафиксировать при помощи анализа метильных меток на ДНК клеток крови участников. 

Ранее, в 2014 году ученые из Эдинбургского университета омолодили тимус очень старых мышей при помощи белка FOXN1 – это вещество вырабатывается клетками вилочковой железы. Благодаря ему можно контролировать «включение» важных генов, управляющих функцией органа. Ученые, увеличив содержание белка FOXN1, сумели перенастроить клетки вилочковой железы.

Специалистам удалось запустить процессы регенерации в органе: тимус пожилых мышей обрел структуру, аналогичную структуре молодых животных. После курса лечения восстановился не только внешний вид тимуса, но и его функции. В частности, ученые заметили, что организм грызунов стал производить больше Т-лейкоцитов.

Ключевой вывод:
Даже частичное восстановление тимуса сопровождалось признаками омоложения иммунной системы у участников исследования.

Среди методик восстановления активности тимуса в испытаниях на животных хорошо зарекомендовала себя кастрация – удаление половых желез. На людях эффективность данной методики не проверялась в силу этических соображений. Результаты эксперимента, проведенного австралийскими исследователями из Университета Монаш (Мельбурн), были опубликованы еще в 2005 году.

В исследовании участвовали две группы мышей.
Возраст животных в первой группе превышал девять месяцев – у них наблюдалась возрастная инволюция тимуса. После проведения процедуры кастрации – удаления семенников – у грызунов в течение 10 дней повысился уровень иммунных клеток, производимых в тимусе, и произошла замена жировых клеток функциональными.
Во вторую группу вошли молодые мыши в возрасте восьми недель. Животным вводился препарат (циклобластин), подавляющий активность клеток вилочковой железы.

Хотя большинство технологий восстановления тимуса пока находятся на стадии исследований, некоторые факторы образа жизни уже сегодня связаны с более хорошим состоянием иммунной системы. Среди них — физическая активность, полноценный сон, снижение хронического воспаления и сбалансированное питание.

Физкультура способствует улучшению работы тимуса

Чтобы омолодить тимус, не обязательно прибегать к радикальным мерам вроде кастрации, хирургической операции или приема гормонов, – считают ученые из Университета Бирмингема (Англия). Они провели исследование, результаты которого были опубликованы в 2018 г. 

В эксперименте приняли участие 125 велосипедистов-любителей: 75 человек в возрасте от 55 до 79 лет и 55 человек в возрасте от 20 до 36 лет.
Испытуемые участвовали в гонке 100 км за 6,5 часов для мужчин и 50 км за 5,5 часов для женщин. В процессе подготовки к соревнованию они регулярно тренировались. В качестве группы сравнения выступали люди аналогичного возраста, не занимающиеся спортом. 

Перспективные вещества для поддержки тимуса

Щадящий метод восстановления тимуса был также предложен учеными из Сингапурской иммунологической сети. Еще в 2012 году они опубликовали результаты исследования, посвященного воздействию на тимус некоторых липидов.

Специалисты обнаружили, что образование в тимусе Т-киллеров – клеток «первой линии защиты» при вторжении чужеродных агентов – активируется под воздействием липидных молекул. Эти молекулы жиров вырабатываются болезнетворными бактериями и синтезируются в самом тимусе.

Ученым удалось расшифровать структуру этих сигнальных веществ и искусственно синтезировать их аналоги. Оказалось, что введение этих молекул в организм приводит к усиленному образованию Т-киллеров, что может быть использовано в борьбе с инфекционными заболеваниями, особенно у людей с ослабленной в силу возраста функцией вилочковой железы.

Фото: galaksyenergy.ru