Starenje hematopoetskih matičnih ćelija (HSC) karakteriše smanjena sposobnost ovih ćelija da se regenerišu i proizvode krvne ćelije.
Nedavna studija sprovedena na miševima pokazuje da blokiranje receptora za proinflamatorni protein IL-1 korišćenjem leka za reumatoidni artritis Anakinra koji je odobrila FDA može ublažiti deficite u funkcionisanju hematopoetskih matičnih ćelija usled starenja.
Ovi nalazi, objavljeni u Nature Cell Biologi Trusted Source, sugerišu da bi inhibicija funkcije IL-1 potencijalno mogla poboljšati deficit u proizvodnji krvi kod starijih odraslih osoba.
Koštana srž je meko, sunđerasto tkivo koje se nalazi u središtu većine kostiju u telu.
Koštana srž se nalazi u centralnoj šupljini srži i okružena je tankom membranom koja se naziva endosteum. Koštana srž je glavno mesto za hematopoezu, proces formiranja novih krvnih zrnaca putem deljenja i diferencijacije hematopoetskih matičnih ćelija (HSC).
Osim što proizvode ćerke HSC nakon ćelijske deobe, HSC takođe proizvode različite tipove progenitornih ćelija koje se, zauzvrat, dele da bi proizvele specifične vrste zrelih krvnih ćelija. Ove zrele krvne ćelije uključuju crvene krvne ćelije (eritrocite), bela krvna zrnca (leukocite) i ćelije koje pripadaju mijeloidnoj liniji.
Mijeloidne ćelije, posebno, uključuju makrofage, trombocite, monocite i granulocite, od kojih neki igraju važnu ulogu u stvaranju imunološkog odgovora.
Pored smeštaja hematopoetskih matičnih ćelija i njihovog potomstva, endosteum i centralna srž takođe sadrže različite populacije ćelija koje eksprimiraju molekule ili luče proteine, kao što su citokini koji regulišu formiranje, razvoj i funkciju HSC i progenitorskih ćelija. Sve ove ćelije, zajedno sa krvnim sudovima i ekstracelularnim matriksom, čine nišu koštane srži.
Niša koštane srži uključuje ćelije koje pripadaju stromi, što uključuje mezenhimalne stromalne ćelije, adipocite (masne ćelije), nervne ćelije, ćelije vezivnog tkiva i ćelije uključene u formiranje i remodeliranje kostiju. Mezenhimalne stromalne ćelije se mogu podeliti i diferencirati u brojne tipove ćelija, uključujući kosti, hrskavicu i adipocite.
Koštana srž je bogata krvnim sudovima, koji se sastoje od arterija, arteriola, kapilara i sinusoida. Arterije transportuju oksigenisanu krv od srca do manjih grana zvanih arteriole koje zatim snabdevaju sinusoide.
Sinusoidi su specijalizovani krvni sudovi i veoma su propusni. Endotelne ćelije koje formiraju oblogu ovih krvnih sudova takođe su glavni deo niše koštane srži.
Studija je otkrila da ćelije niše koštane srži koje podržavaju funkcionisanje HSC igraju ključnu ulogu u starenju krvi.
Starenje je povezano sa padom funkcije hematopoetskih matičnih ćelija. Ove promene u hematopoetskom sistemu uključuju pad sposobnosti HSC da proizvodi nove HSC i progenitorne ćelije, posebno one koje proizvode bela krvna zrnca.
Ove promene vezane za uzrast mogu se manifestovati kao anemija, prigušen imuni odgovor, povećana podložnost bolestima, pa čak i rak.
Iako starenje takođe utiče na nišu koštane srži, manje je proučavano kako ove promene u niši koštane srži utiču na hematopoetsko starenje.
U ovoj studiji, istraživači su izvršili nekoliko analiza u zadnjim udovima, prednjim udovima i karličnim kostima kod mladih i starih miševa kako bi ispitali uticaj starenja na interakciju između niše koštane srži i hematopoetskih ćelija.
Ova studija je otkrila da su stariji miševi pokazali smanjenje populacije mezenhimalnih stromalnih ćelija i osteoprogenitornih ćelija koje su uključene u formiranje kostiju u endostumu. Nasuprot tome, došlo je do povećanja broja mezenhimskih stromalnih ćelija u centralnoj srži starijih miševa.
Međutim, značajan deo ovih mezenhimalnih stromalnih ćelija u šupljini centralne srži eksprimirao je inflamatorne markere. Pored toga, došlo je do gubitka endotelnih ćelija koje oblažu sinusoide i promene sinusoidnih sudova
Dalja analiza profila ekspresije gena ostarelih miševa otkrila je povećanje ekspresije inflamatornih gena u ćelijama niše koštane srži.
Povećana upala u niši koštane srži ostarelih miševa bila je posredovana povišenom ekspresijom i sekrecijom određenih inflamatornih citokina, uključujući IL-1b, endostalnim stromalnim ćelijama.
Štaviše, IL-1b koji luče endostalne stromalne ćelije bio je dovoljan da modulira aktivnost HSC.
„[Identifikovali smo] ćelije ‘osteoprogenitornih’ koje formiraju kosti u niši koštane srži kao neočekivani izvor upalnih signala kod starijih životinja, posebno IL-1. Zapanjujuće, korišćenjem leka za reumatoidni artritis koji je odobrila FDA pod nazivom Anakinra i koji specifično blokira efekte IL-1, uspeli smo da vratimo mladalačku proizvodnju krvi kod starih miševa“, autor studije dr Emanuel Pasege, direktor Columbia Stem Cell Initiative, rekao je.
„Dosledno, stare životinje kojima je genetski nedostajao ćelijski receptor za IL-1 imale su zdraviju nišu i krvni sistem od svojih nemodifikovanih kolega. Ovo ukazuje na to da je inhibicija signalizacije IL-1 korisna strategija za održavanje efikasne proizvodnje krvi kod starijih osoba“, nastavio je dr Pasege.
„Uopšteno govoreći, takođe pruža mapu puta za identifikaciju i iskorištavanje specifičnih biomolekula za poboljšanje funkcije tkiva tokom starenja“, dodao je on.
Povećanje zapaljenja niše kod starih miševa takođe je negativno uticalo na hematopoetske matične ćelije i njihovo potomstvo.
Naučnici su primetili da je povećanje zapaljenja u nišnim ćelijama povezano sa povećanjem načina na koji se HSC i progenitorne ćelije diferenciraju u mijeloidne ćelije, kao što su makrofagi i granulociti, i ćelije trombocita.
Nasuprot tome, istraživači su primetili pad u diferencijaciji progenitornih ćelija u limfocite – vrstu belih krvnih zrnaca – i crvena krvna zrnca u koštanoj srži starih miševa.
Ostareli miševi su takođe pokazali oslabljenu sposobnost regeneracije hematopoetskih matičnih ćelija i krvnih ćelija nakon što su bili izloženi 5-fluorouracilu, hemikaliji koja uzrokuje iscrpljivanje ćelija koštane srži koje se dele.
Ovi rezultati sugerišu da zapaljenje vezano za starenje u niši koštane srži takođe proizvodi promene u hematopoetskom odeljku.
