Qu’est-ce qui maintient certains systèmes immunitaires jeunes et efficaces pour prévenir les maladies liées à l’âge ? Dans un nouvel article publié dans Immunologie cellulaire et moléculaire, Rong Lu, scientifique de l'USC Stem Cell, et ses collaborateurs pointent du doigt un petit sous-ensemble de cellules souches sanguines, qui contribuent de manière considérable au maintien soit d'un équilibre de jeunesse, soit d'un déséquilibre lié à l'âge des deux principaux types de cellules immunitaires : innées et adaptatives. .
Les cellules immunitaires innées constituent la première ligne de défense de l'organisme, mobilisant une attaque rapide et générale contre les germes envahisseurs. Pour les germes qui échappent aux défenses immunitaires innées de l’organisme, la deuxième ligne d’attaque consiste en des cellules immunitaires adaptatives, telles que les lymphocytes B et les lymphocytes T, qui s’appuient sur leur mémoire des infections passées pour élaborer une réponse spécifique et ciblée. Un équilibre sain entre les cellules immunitaires innées et adaptatives est la marque d’un système immunitaire jeune et une clé de la longévité.
Notre étude fournit des preuves irréfutables que lorsqu’un petit sous-ensemble de cellules souches sanguines produit une surproduction de cellules immunitaires innées, cela entraîne le vieillissement du système immunitaire, contribue à la maladie et raccourcit finalement la durée de vie. »
Rong Lu, professeur agrégé de biologie des cellules souches et de médecine régénérative, de génie biomédical, de médecine et de gérontologie à l'USC, et boursier de la Leukemia & Lymphoma Society
Lu est également membre du Eli and Edythe Broad Center for Regenerative Medicine and Stem Cell Research de l'USC, ainsi que du USC Norris Comprehensive Cancer Center de la Keck School of Medicine de l'USC. « Nos résultats suggèrent que restreindre le petit sous-ensemble de cellules souches sanguines qui produisent une surproduction de cellules immunitaires innées pourrait être un moyen efficace de retarder le vieillissement immunitaire. »
Dans l'étude, la première auteure Anna Nogalska et ses collègues ont découvert des différences frappantes dans la rapidité avec laquelle le système immunitaire vieillit, même parmi des souris de laboratoire ayant le même bagage génétique élevées dans des conditions identiques. À l’âge avancé de 30 mois, les souris au vieillissement retardé conservaient un équilibre juvénile de cellules immunitaires innées et adaptatives. Cependant, les souris vieillissant précocement ont montré une forte augmentation du nombre de cellules immunitaires innées par rapport aux cellules immunitaires adaptatives.
En suivant les cellules souches sanguines individuelles responsables de la production de cellules immunitaires innées et adaptatives, les scientifiques ont découvert le sous-ensemble de cellules souches sanguines principalement responsables du déséquilibre du système immunitaire associé à l'âge. Plus précisément, les scientifiques ont observé que trente à quarante pour cent des cellules souches sanguines modifiaient considérablement leur préférence pour la production de cellules immunitaires innées plutôt que adaptatives à mesure que les souris vieillissaient.
Chez les personnes retardées, le sous-ensemble de cellules souches sanguines a diminué leur production de cellules immunitaires innées, les protégeant contre les effets du vieillissement. Parmi les personnes âgées retardées, il y avait une augmentation de l'activité des gènes liée à la régulation des cellules souches sanguines et à la réponse aux signaux externes, ce qui pourrait contrôler leur production de cellules immunitaires innées. Lorsque les scientifiques ont utilisé CRISPR pour supprimer ces gènes, les cellules souches sanguines ont inversé leur tendance naturelle et ont produit davantage de cellules immunitaires innées au lieu de cellules immunitaires adaptatives, comme chez les premiers âges.
En revanche, chez les jeunes âges, le sous-ensemble de cellules souches sanguines s’est orienté vers la production de cellules immunitaires plus innées, ce qui, en excès, conduit à de nombreuses maladies liées au vieillissement. En conséquence, chez ces jeunes âges, les scientifiques ont constaté une augmentation de l’activité des gènes liée à la prolifération des cellules souches sanguines et à la différenciation des cellules immunitaires innées. Lorsque les scientifiques ont utilisé CRISPR pour supprimer ces gènes du vieillissement précoce, les cellules souches sanguines ont produit des cellules immunitaires plus adaptatives au lieu de cellules immunitaires innées, devenant ainsi plus similaires à celles des personnes âgées retardées.
Il est important de noter que les personnes retardées ont tendance à vivre plus longtemps que les personnes plus jeunes.
« Chez la population humaine âgée, le système immunitaire bascule souvent vers la production d'une surabondance de cellules immunitaires innées, ce qui peut contribuer à des maladies telles que la leucémie myéloïde et les déficits immunitaires », a déclaré Nogalska, scientifique principal et directeur de laboratoire au Lu Lab. « Notre étude suggère comment nous pourrions promouvoir un système immunitaire plus jeune pour lutter contre ces maladies courantes du vieillissement. »
Les co-auteurs supplémentaires sont Jiya Eerdeng, Samir Akre, Mary Vergel-Rodriguez, Yeachan Lee, Charles Bramlett, Adnan Y. Chowdhury, Bowen Wang, Colin G. Cess et Stacey D. Finley de l'USC.
Quatre-vingt-dix pour cent du projet ont été soutenus par un financement fédéral des National Institutes of Health (subventions R00-HL113104, R01HL138225, R35HL150826 et 1F31HL149278-01A1) et du National Cancer Institute (subvention P30CA014089). Un financement supplémentaire est venu du California Institute for Regenerative Medicine (subvention EDUC4-12756R) et de la Leukemia & Lymphoma Society (subvention LLS-1370-20).
