Цитомегаловирус помогает человеку бороться со старением?

Стареющие клетки, неспособные к пролиферации (senescence cells), накапливаются в организме с возрастом и могут вызывать воспаление или дегенеративные заболевания. При этом стареющие клетки способны активно экспрессировать секреторные молекулы, в том числе провоспалительные хемокины. Разрабатываются генетические и фармакологические методы удаления стареющих клеток из организма, но они вызывают побочные эффекты, и продолжительность их действия ограниченна. Иммуногенный фенотип стареющих клеток подсказывает, что должен существовать механизм, позволяющий иммунным клеткам бороться со старением. Есть множество мышиных моделей, механизм элиминирования стареющих клеток при помощи иммунной системы у человека до конца неизвестен.

Группа исследователей из США и Японии поставила перед собой цель изучить влияние иммунной системы на стареющие клетки человека. Они взяли образцы кожи у более чем 800 доноров, которых разделили на две возрастные группы — более молодую и пожилую. Окрашивание клеток кожи на p16^INK4a (опухолевый супрессор и маркер старения; его экспрессия увеличивается в стареющих клетках) выявило значимые различия по количеству стареющих клеток между этими двумя группами. Однако внутри группы доноров пожилого возраста количество стареющих клеток не увеличивалось с возрастом. Это наблюдение подтверждало гипотезу о существовании механизма, контролирующего число таких клеток.

При помощи мультиплексного иммуноокрашивания авторы провели полное иммунопрофилирование дермы, которое выявило в коже пожилых доноров различные клетки врожденного и адаптивного иммунитета. Для некоторых из этих клеток наблюдалась отрицательная корреляция с количеством стареющих клеток, в том числе для CD4-клеток, экспрессирующих перфорин, — цитотоксических CD4 клеток (CD4 CTL).

Чтобы понять, какие факторы рекрутируют CD4 CTL в стареющую кожу, авторы выполнили РНК-секвенирование образцов молодой и старой кожи. В образцах от пожилых доноров была замечена повышенная по сравнению с молодыми экспрессия хемокина CXCL9 — лиганда рецептора CXCR3, который экспрессируется на цитотоксических CD4-клетках.

На следующем этапе авторы создали модель стареющих фибробластов ex vivo посредством репликативного старения, индуцированного повторными пассажами, или с использованием УФ-излучения. После этого они секвенировали РНК этих фибробластов. В обеих моделях стареющие фибробласты в культуре активно экспрессируют UL16 связывающий белок 2 (ULBP2), который является лигандом для активации рецепторов NKG2D на цитотоксических лимфоцитах. Также была обнаружена повышенная экспрессия HLA-II на стареющих фибробластах, тогда как на нормальных фибробластах его экспрессия была незначительной. Эти данные подтверждают роль оси CD4 CTL/HLA-II в иммунологическом надзоре за стареющими фибробластами.

Затем авторы культивировали аутологичные (полученные от тех же пациентов) Т-клетки вместе со стареющими фибробластами, и выяснили, что CD4 CTL действительно способны вызывать апоптоз стареющих фибробластов. Это подтвердилось в экспериментах с блокирующими антителами к HLA-DR и интерферирующими РНК к HLA-II — те и другие препятствовали киллингу фибробластов цитотоксическими лимфоцитами.

Авторы предположили, что мишенью для CD4 CTL может быть гликопротеин B (gB) из человеческого цитомегаловируса (HCMV). Ранее было показано, что gB-специфичные CD4 клетки обнаруживаются в крови у 95% здоровых доноров, а также что процент серопозитивных доноров среди пожилых людей выше, чем среди молодых.

Чтобы подтвердить эту гипотезу, авторы покрасили Т-клетки, выделенные из кожи доноров обеих когорт, тетрамерами, которые содержали пептид, полученный из gB, конъюгированный с HLA-DR7. Этот анализ продемонстрировал наличие HCMV-gB-специфических CD4 CTL в коже пожилых людей. Кроме того, фибробласты старой кожи и фибробласты, состаренные в культуре, чаще экспрессировали HCMV-gB, чем «молодые».

Кокультивация Т-клеток с фибробластами показала, что апоптоз характерен главным образом для тетрамер-позитивных фибробластов. Также авторы установили, что рекомбинантный HCMV-gB индуцировал экспрессию интерферона-гамма в цитотоксических CD4 клетках, в то время как другой гликопротеин человеческого цитомегаловируса, gH, индукции не вызывал.

Цитомегаловирусные инфекции обычно считаются комменсальными, то есть не приносящими хозяину ни пользы, ни вреда (хотя они могут быть опасными при иммунодефицитных состояниях.) Авторы делают вывод, что цитомегаловирусная инфекция может приносить и пользу благодаря активации Т-клеточного иммунитета против стареющих фибробластов. Иммунная система человека эволюционировала, чтобы установить симбиотические отношения с HCMV, и параллельно приобрела способность удалять стареющие клетки. Авторы даже предполагают, что вакцинация против антигенов цитомегаловируса может стать еще одним направлением в терапии старения.