برچسب: سیستم ایمنی

تیموس عضو بسیار حیاتی در بدن است که با گذر عمر پیر و چروکیده می‌شود و افراد پیر را در معرض خطر ابتلای بیشتری به عفونت‌های کشنده قرار می‌دهد. مقاله چاپ شده در مجله Cell Reports عنوان می‌کند که آتروفی تیموس ممکن است با عدم توان آن در حفاظت تخریب DNA در مقابل رادیکال‌های آزاد مرتبط باشد. این آسیب با تسریع اختلال عملکردی متابولیک در تیموس بصورت پیش‌رونده باعث کاهش تولید سلول‌های T مقابله‌کننده با پاتوژن می‌شود.

با وجو اینکه پیش‌تر عنوان شده‌ است که آنتی‌اکسیدانت‌ها جلوی پیری را نمی‌گیرند، این یافته‌ها نشان می‌دهد آنتی‌اکسیدانت‌های خوراکی معمول ممکن است باعث کاهش آتروفی تیموس شده و می‌تواند به عنوان یک درمان پیش‌گیرانه و محافظتی افراد مسن در مقابل عفونت‌ در نظر گرفته شود.

هووارد پتری نویسنده مسئول این مقاله می‌گوید:«تیموس نسبت به سایر اعضای بدن سریع‌تر دچار پیری می‌شود و این امر باعث کاهش توانایی افراد در تقابل با چالش‌های جدید ایمونولوژیک می‌شود. ما برای اولین بار یک حلقه مکانیکی بین آنتی‌اکسیدانت‌ها و عملکرد طبیعی ایمنی بدن تعیین کرده‌ایم که راهکارهای جدیدی برای استراتژی‌های جدید درمان ارائه می‌کند تا سیستم ایمنی در جامعه مسن بهبود یابد.»

تیموس سلول‌های ایمنی T را که بسیار حیاتی هستند را تولید می‌کند. این سلول‌های بصورت مداوم می‌میرند و نیاز به جایگزینی مداوم دارند. اما با رسیدن سن بلوغ، تیموس کوچک شده و قابلیت تولید سلول‌های جدید و به‌مقدار کافی را از دست می‌دهد. این نقص تا حدودی با تقسیم سلول‌های T موجود جبران می‌شود اما سلول‌های حاصل بیشتر به‌سمت سلول‌های خاطره تمایل پیدا می‌کنند که بر اساس عفونت‌های پیشین یا حال حاضر در بدن پاتوژن‌های را تشخیص می‌دهند. در نتیجه ایمنی طیف گسترده در مقابل پاتوژن‌های حدید و ایمنی محافظتی حاصل از واکسن‌های جدید با گذر عمر کاهش پیدا می‌کند.

این تیم تحقیقاتی طی مطالعات خود دریافتند که سلول‌های استرومایی دچار کمبود آنزیم آنتی‌اکسیدانتی به نام کاتالاز هستند که این امر باعث تجمع رادیکال‌های آزاد در این ارگان و صدمه متابولیک می‌شود.

برای بررسی اثر عدم وجود کاتالاز بر آتروفی تیموس محققین آزمون‌های ژنتیکی اجرا کردند که سطوح کاتالاز را در تیموس موش به‌دست آورند. در سن شش ماهگی، اندازه تیموس موش‌های مهندسی ژنتیک شده دو برابر اندازه آن در موش‌های معمولی بود. علاوه بر این، موش‌های درمان شده با ۲ آنتی‌اکسیدانت معمول از زمان از شیر گرفتگی، در ۱۰ هفتگی اندازه تیموس تقریبا نرمالی را داشتند.

به‌طور کلی، یافته‌های این پژوهش، نظریه رادیکال‌های آزاد و پیری را قوت بخشید، بدین صورت که گونه‌های فعال اکسیژن از جمله پراکسید هیدروژن باعث آسیب سلولی شده و نهایتا منجر به پیری و انواع بیماری‌های وابسته به سن می‌شوند. فرآیندهای پیری در تیموس بصورت پیشرونده اما آهسته شکل گرفته و تا اواخر عمر آشکار نمی‌شوند. مولکول‌های سمی، به عنوان یک محصول طبیعی فرعی که از متابولیسم اکسیژن در سلول تولید می‌شوند، با آتروفی پیشرونده در بسیاری از اندام‌ها و بافت‌ها به عنوان بخشی از روند طبیعی پیری در ارتباط هستند.

پتری همچنین می‌افزاید: «در مورد تیموس، آتروفی بسیار سریع‌تر از سایر بافت‌ها رخ می‌دهد، آنچه نتایج ما نشان می‌دهد، کمبود کاتالاز استرومایی ناشی از نیاز شدید متابولیک است که در جهت تامین محیط مناسب برای تکثیر سلول‌های T طراحی شده است. مطالعات ما همچنین  اثبات کرده است که آتروفی تیموس، فارغ از یک رابطه ویژه با استروئید‌های جنسی، نشان‌دهنده روند آسیب سلولی تجمعی ناشی از قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض فرآورده‌های فرعی اکسیداتیو تولیدی طی متابولیسم هوازی است.»

در مطالعات آتی، محققان به بررسی اثر مصرف مکمل‌های آنتی‌اکسیدانتی در دوران پیری بر عملکرد غده تیموس و سیستم ایمنی خواهند پرداخت. در صورتی که این مطالعات، فرضیه فوق را به اثبات برساند، آن‌ها می‌توانند راهکارهای جدید بالینی برای پیشگیری یا درمان آتروفی مرتبط با سن تیموس در انسان ارائه ‌دهند.

 

منبع:

 

Griffith AV, Venables T, Shi J, Farr A, Van Remmen H, Szweda L, Fallahi M, Rabinovitch P, Petrie HT. Metabolic damage and premature thymus aging caused by stromal catalase deficiency. Cell reports. 2015 Aug 18;12(7):1071-9.

غذاهای غنی‌شده با آنتی‌اکسیدان باعث بهبود عملکرد سیستم ایمنی بدن و افزایش طول عمر موش می‌شوند و این نتایج ممکن است برای انسان نیز اعمال شود.

دانشمندان به طور تصادفی موش‌های سالم جوانNPAM  و موش‌های پیر پیش از موعدPAM  را به گروه‌های کنترل و آزمایش تقسیم کردند. در رژیم‌ گروه آزمایشی 5 تا 20 درصد بیسکویت‌های غنی‌شده با آنتی‌اکسیدان افزوده شده و در مقایسه با گروه‌های کنترل، 15 هفته بعد، عملکرد لوکوسیت، ضایعات آنتی‌اکسیدانی و میزان آسیب اکسیداتیو لیپید و DNA به طور قابل توجهی بهبود یافت. آنتی‌اکسیدان‌ها در گروه PAM بیش از گروه NPAM تاثیرگذار بودند و مکمل‌های آنتی‌اکسیدان 20 درصد موثرتر از 5 درصد بود.

در مطالعه اخیر، رژیم غذایی حاوی دو دوز مختلف، 5 درصد و 20 درصد بیسکویت‌هایی که غنی از مقادیر زیادی آنتی‌اکسیدان‌های نظیر ویتامین C و E، بتاکاروتن، روی و سلنیوم بود، باعث افزایش ایمنی شد.

این نتایج می‌تواند تاثیر قابل توجهی بر انسان داشته باشد، زیرا سطح آنتی‌اکسیدانی / اکسیدان در بدن به شدت بر عملکرد گلبول‌های سفید خون اثر می‌گذارد که اولین دفاع بدن در برابر بیماری، عفونت‌ و پیری می‌باشد. این بدان معناست که در پروسه پیری بدن انسان، گلبول سفید توانایی خود را برای مبارزه با عفونت از دست داده، که منجر به افزایش خطر بیماری‌های عفونی و دژنراتیو و کاهش طول عمر می‌شود. به همین دلیل، حفظ سطح آنتی‌اکسیدانی بدن مهم است.

عملکرد سیستم ایمنی یک نشانگر سلامت است و تعدادی از پارامترهای ایمنی بررسی شده، پیش‌بینی کننده طول عمر هستند، نتایج نشان می‌دهند از یک جهت حفظ تنظیم هموستاز در سلول‌های ایمنی برای حفظ عملکرد آن‌ها و از سوی دیگر، بیسکویت‌های غنی‌شده با دوز غذایی چندین آنتی‌اکسیدان، منجر به بهبود عملکرد لوکوسیت‌ها در این سلول‌ها خواهند شد و این طبیعی است که آنتی‌اکسیدان‌های بر پایه گیاه برای سلامتی و عملکرد سیستم ایمنی مفید هستند.

 

منابع:

Meydani, S.N., Wu, D., Santos, M.S. and Hayek, M.G., 1995. Antioxidants and immune response in aged persons: overview of present evidence. The American journal of clinical nutrition, 62(6), pp.1462S-1476S.

Ames, B.N., Shigenaga, M.K. and Hagen, T.M., 1993. Oxidants, antioxidants, and the degenerative diseases of aging. Proceedings of the National Academy of Sciences, 90(17), pp.7915-7922.

Grimble, R.F., 1994. Nutritional antioxidants and the modulation of inflammation: theory and practice. New horizons (Baltimore, Md.), 2(2), pp.175-185.

محققان نشان داده‌اند که چگونه میکروارگانیسم‌ها خود را در برابر رادیکال‌های آزاد محافظت می‌کنند.

مطالعات مختلف بی‌شماری وجود دارد که در آن، میکروارگانیسم‌ها در معرض مولکول‌های بسیار واکنشی شناخته شده به عنوان رادیکال‌های آزاد قرار دارند. این مولکول‌ها قادر به آسیب رساندن به اجزای مهم سلول هستند و ممکن است در طول متابولیسم سلول طبیعی یا در پاسخ به عوامل محیطی تولید شوند. رادیکال‌های آزاد نقش مهمی در اثربخشی آنتی بیوتیک ، ایجاد بیماری‌ها و عملکرد طبیعی سیستم ایمنی بدن انسان دارند. تیمی از محققان در  برلین مکانیسم قبلاً ناشناخته را کشف کرده است که میکروارگانیسم‌ها را قادر می‌سازد از خود در برابر رادیکال‌های آزاد محافظت کنند. یافته‌های آن‌ها ممکن است به بهبود اثربخشی مواد ضدمیکروبی کمک کند. نتایج حاصل از این تحقیق در Nature منتشر شده است.

اصطلاح رادیکال‌های آزاد اکسیژن به مولکول‌های اکسیژن بسیار واکنش پذیر اشاره دارد که قادرند به طیف وسیعی از ساختارهای سلولی مهم مانند پروتئین ، DNA  و غشای سلولی آسیب برساند. برخی از سلول‌های سیستم ایمنی بدن رادیکال‌های آزاد را به عنوان بخشی از مبارزه با میکروارگانیسم‌های مهاجم تولید می‌کنند. فرآیندهای متابولیک هم‌چنین در هنگام تماس سلول‌های میکروبی با آنتی بیوتیک‌ها منجر به تولید رادیکال‌های آزاد می‌شوند. این یک عامل مهم در فعالیت آن‌هاست. میکروارگانیسم‌ها مکانیسم‌های مختلفی را برای رهگیری و خنثی کردن این مولکول‌های بسیار واکنش پذیر ایجاد کرده اند تا بتوانند حمله سیستم ایمنی را خنثی کنند. یک تیم بین المللی از محققان به سرپرستی پروفسور دکتر مارکوس رالسر ، مدیر موسسه بیوشیمی شیمیایی Charité ، اکنون توانسته است نشان دهد که میکروارگانیسم‌ها همچنین یک استراتژی دفاعی دیگر را نیز در اختیار دارند. در مقایسه با سازوکارهای قبلاً مستند ، این استراتژی می‌تواند بسیار مؤثر باشد.

محققان، تحقیقات خود را با استفاده از مخمر نانوائی به عنوان ارگانیسم مدل شروع کردند و مشاهده کردند که سلول‌های مخمر مقادیر زیادی لیزین ، یک مونومر را که در تولید پروتئین‌های مخمر مورد استفاده قرار می‌گیرد ، جمع می‌کنند. پس از جذب محیط ، لیزین در سطوح 70 تا 100 برابر بیشتر از مقدار لازم برای رشد طبیعی ذخیره می‌شود. محققان با استفاده از مدل‌سازی ریاضی و تجزیه و تحلیل ژنتیکی برای تعیین هدف این “برداشت لیزین” ، دریافتند که سلول‌های مخمر از لیزین تجمع یافته برای تغییر متابولیسم خود استفاده می‌کنند. یکی از پیامدهای این تنظیم مجدد ، تولید مقادیر خارق العاده گلوتاتیون ، یکی از مهم‌ترین مولکولهای اصلاح رادیکال موجود در موجودات زنده بود. پس از برداشت لیزین ، سلول‌های مخمر مقاومت قابل توجهی در برابر رادیکال‌های آزاد افزایش داده‌اند. این امر به آن‌ها امکان می‌دهد مقادیر رادیکال‌های آزاد را که معمولاً منجر به مرگ سلولی می‌شوند ، تجزیه کنند. محققان نشان دادند كه این مکانیسم مقاومت، نه تنها توسط انواع مختلفی از مخمرها بلكه توسط باكتری‌ها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مطالعات محققان نشان می‌دهد که میکروارگانیسم‌ها نه تنها برای فعال کردن رشد ، بلکه به عنوان یک اقدام احتیاطی ، مواد مغذی را از محیط اطراف خود جذب می‌کنند ، اما در برابر حمله احتمالی رادیکال‌های آزاد آماده می‌شوند. این دانش می‌تواند در آینده مفید باشد. اگر موفق شدیم این مکانیسم مقاومت را مختل کنیم ، می‌توانیم به طور بالقوه اثربخشی مواد ضدمیکروبی را بهبود بخشیم. این گروه تحقیق با استفاده از این هدف کار خود را ادامه می دهند. ما هم‌چنین مکانیسم‌های مقاومت ناشناخته دیگر را جستجو خواهیم کرد. از این گذشته ، درک فرایندهای بنیادی سلولی پیش شرط لازم برای تولید مواد ضد میکروبی است.

 

منابع:

Olin-Sandoval, V., Yu, J.S.L., Miller-Fleming, L., Alam, M.T., Kamrad, S., Correia-Melo, C., Haas, R., Segal, J., Navarro, D.A.P., Herrera-Dominguez, L. and Méndez-Lucio, O., 2019. Lysine harvesting is an antioxidant strategy and triggers underground polyamine metabolism. Nature, p.1.

یکی از بزرگترین مشکلات در درمان فعلی سرطان این است که عوامل مؤثر در از بین بردن سلول‌های تومور ، در عین حال برای بقیه سلول‌ها و بافت‌های سالم بیمار بسیار سمی هستند.

برای حل این مشکل ، دانشگاه کشور باسک (UPV / EHU) به دنبال درمان‌های خاص‌تر و بررسی تفاوت‌های بین سلول‌های توموری و سلول‌های سالم است.

یک تیم تحقیقاتی از دانشکده پزشکی در تلاشند تا عوامل دارویی را افزایش دهند که باعث افزایش مزیت درمانی ترکیبات شیمی درمانی ، ایمنی و رادیوتراپی در معالجه بیماری‌های سرطانی می‌شود.

هدف تیم تحقیقاتی شناسایی ترکیباتی است که در مسیرهای متابولیک و فرآیندهای مختلفی بسته به اینکه آیا یک بافت بیمار یا یک بافت سالم درگیر است ، شناسایی شود. از این طریق میتوان اقدامات انتخابی را انجام داد ، افزایش حساسیت به درمان برای بافت‌های بیمار بدون آسیب رساندن به سلول‌ها یا بافت‌های سالم در همان زمان.

محققان با این هدف کلی ، مواد بیولوژیک مختلف را در تعدادی از ماژول‌های مختلف توموری مانند ملانوما ، سارکوم و سرطان روده بزرگ آزمایش کردند. از یک سو ، آن‌ها عوامل مؤثر در سطح گلوتاتیون (GSH) را مورد مطالعه قرار دادند. گلوتاتیون عنصر اصلی در فرآیندهای بیولوژیکی سلول‌ها ، سالم و توموری است. سلول‌های تومور با سطح GSH بالا از رشد و ظرفیت متاستاتیک بیشتر و حساسیت کمتری نسبت به عوامل ضد توموری برخوردار هستند. از طرف دیگر ، یکی از ویژگی‌های سلول‌های توموری این است که سطح تمایز طبیعی خود را از دست می‌دهند و به جای انجام یک عملکرد مشخص ، شروع به تکثیر و تولید تعداد بیشتری سلول‌های توموری می‌کنند. به همین دلیل است که محققان هم‌چنین از عواملی استفاده کرده‌اند که باعث ایجاد تمایز می‌شوند ، مانند رتینوئیدها.

هر دو گروه تعدیل کننده با عوامل کلاسیک مورد استفاده در درمان‌های ضد توموری همراه بوده و مزایای ناشی از آن را دیده‌اند. آن‌ها نشان داده‌اند که عامل تعدیل‌کننده سطح GSH – oxothiazolidine-carboxylate   اثر ضدتورمی در سلول‌های ضدتورم را افزایش می‌دهد و در عین حال از بافت سالم محافظت می‌کند. در این روش می‌توان مزایای درمانی را افزایش داد. با این وجود ، هنگامی که عامل تعدیل کننده سطح GSH دیگری با عوامل ضد تومور ، به عنوان مثال ، buthionine-sulphoxamide  (BSO  ترکیب شود ، محققان مشاهده کردند که تأثیر داروی استاندارد افزایش یافته است اما افزایش آسیب به بافت سالم نیز رخ داده است.

همچنین ، با هدف بازگشت سلول‌ها به حالت متفاوت‌تر ، نزدیک‌تر به رفتار سلول سالم ، این تیم تحقیقاتی در مورد استفاده از رتینوئیدها به همراه ترکیبات استاندارد تحقیق می‌کنند. پاسخ سلول‌های توموری به رتینوئیدها به میزان تمایز این سلول‌ها بستگی دارد. به طور کلی سلول‌های توموری بسیار متمایز نسبت به سلول‌های نسبتاً متفاوت نسبت به رتینوئیدها حساس هستند. این دومی ، در پاسخ به رتینوئیدها ، ممکن است مکانیسم‌های دفاعی را افزایش دهد که سطح GSH را افزایش می‌دهد و از این طریق ، ظرفیت متاستاتیک را افزایش می‌دهد.

این یک نکته جالب است ، با توجه به این‌که تا به امروز این ظرفیت متفاوت که می‌تواند رده سلولی مختلفی در یک نوع تومور مشابه داشته باشد شرح داده نشده است. آنچه محققان UPV-EHU انجام داده‌اند پیوند دادن هر دو خط مدولاسیون GSH و تمایز است. آن‌ها پیوندی بین این دو پیدا کرده اند، القای تمایز با رتینوئیدها هم‌چنین سطح GSH سلول‌های توموری را تعدیل می‌کند.

محققان در حال تجزیه و تحلیل مدل غلظت و تجویز داروهای مورد استفاده هستند ، با توجه به اینکه در مدولاسیون بیولوژیکی ، هر دو عنصر برای موفقیت در درمان اساسی هستند. غلظت ماده مشخص نیست، زیرا خیلی کم یا زیاد ممکن است اثرات متضاد یا نامطلوب ایجاد کند.

به دنبال آزمایشات آزمایشگاهی و in vivo توسط محققان آزمایشگاههای UPV / EHU ، یکی از اهداف تیم تحقیق انتقال اطلاعات به دست آمده به سیستم‌های با مدیریت راحت‌تر برای تحقیق و آزمایش‌های بالینی است.

 

منابع:

Baulies, A., Montero, J., Matías, N., Insausti, N., Terrones, O., Basañez, G., Vallejo, C., de La Rosa, L.C., Martinez, L., Robles, D. and Morales, A., 2018. The 2-oxoglutarate carrier promotes liver cancer by sustaining mitochondrial GSH despite cholesterol loading. Redox biology, 14, pp.164-177.

Bansal, A. and Simon, M.C., 2018. Glutathione metabolism in cancer progression and treatment resistance. The Journal of cell biology, 217(7), pp.2291-2298.