Szczepionki nie tylko zapobiegają chorobom: mogą również zwalczać starzenie się.

A co, jeśli te same komórki, które napędzają starzenie się, mogłyby być kluczem do jego spowolnienia... a nawet do powstrzymania rozwoju raka? To nowe wyzwanie dla nowej dziedziny badań, która proponuje wykorzystanie komórek starzejących się – tych, które przestały się dzielić i akumulują z wiekiem – jako podstawy do opracowywania szczepionek. Celem jest aktywacja układu odpornościowego do walki z chorobami przewlekłymi.

Starzenie się jest jednym z głównych czynników ryzyka chorób takich jak choroba Alzheimera, cukrzyca typu 2, nadciśnienie tętnicze, miażdżyca, choroba zwyrodnieniowa stawów, zwłóknienie i kilka rodzajów nowotworów. Wraz z wydłużaniem się życia rośnie również zapotrzebowanie na strategie zapobiegania i leczenia tych schorzeń.

W tym kontekście szczepienia — dotychczas stosowane głównie w celu zapobiegania zakażeniom — niewątpliwie stają się narzędziem innowacyjnym.

W ciągu życia komórki dzielą się wielokrotnie, co pomaga w naprawie tkanek i utrzymaniu prawidłowego funkcjonowania organizmu. Jednak z czasem niektóre komórki przestają się dzielić na stałe: zjawisko to nazywa się starzeniem komórkowym.

Komórki starzejące się nie umierają ani nie są eliminowane. Pozostają w organizmie w swego rodzaju nieokreślonej „pauzie”. Początkowo ma to pozytywny wpływ: zatrzymując podziały, zapobiegają przekształceniu się niebezpiecznych mutacji w raka. Jednak z biegiem lat kumulują się w tkankach, uwalniając substancje wywołujące stany zapalne, zmieniając środowisko komórkowe i upośledzając funkcje organizmu.

Gromadzenie się tych komórek jest jedną z przyczyn starzenia się. Jest ono powiązane z pogorszeniem funkcji narządów i chorobami takimi jak osteoporoza, zwłóknienie, cukrzyca typu 2 i kilka rodzajów nowotworów, a także osłabieniem układu odpornościowego.

Krótko mówiąc, są one dla naszego organizmu czymś w rodzaju „strażników czasu”: początkowo nas chronią, ale z biegiem lat stają się obciążeniem, które przyspiesza starzenie się i jego skutki.

Do tej pory tzw. terapie senolityczne – które w szczególności eliminują komórki starzejące się – opierały się na lekach. Leki te blokują pewne mechanizmy obronne komórek, ale mogą również wpływać na zdrowe komórki, co budzi obawy dotyczące ich bezpieczeństwa.

W badaniu z 2021 roku naukowcy odkryli bardziej precyzyjną strategię: zamiast stosować leki, opracowali szczepionkę, która uczy układ odpornościowy rozpoznawania i eliminowania starzejących się komórek. Sekret tkwi w białku o nazwie GPNMB, obecnym na powierzchni tych starzejących się komórek. Działając jako „marker starzenia”, pozwala ono układowi odpornościowemu na ich wykrywanie i niszczenie.

Wyniki uzyskane u myszy były niezwykłe. Eliminując komórki z ekspresją GPNMB, zwierzęta wykazywały zmniejszenie stanu zapalnego w tkance tłuszczowej. Zaobserwowano również ogólną poprawę metabolizmu i zmniejszenie odkładania się blaszek miażdżycowych w tętnicach. Co więcej, u myszy z przyspieszonym procesem starzenia się szczepionka nie tylko poprawiła ich zdrowie, ale także wydłużyła ich życie.

W innym badaniu naukowcy testowali szczepionkę zaprojektowaną w celu wyeliminowania starzejących się komórek T lub limfocytów u myszy z otyłością wywołaną dietą wysokotłuszczową. Tym razem szczepionka oparta jest na białku CD153, które działa jako specyficzny marker starzejących się komórek układu odpornościowego.

Po zaszczepieniu myszy ich układ odpornościowy zaczął wytwarzać przeciwciała przeciwko CD153. Przeciwciała te pozostawały aktywne przez kilka miesięcy i znacząco zmniejszyły liczbę starzejących się komórek T w tkance tłuszczowej, co wiązało się ze znaczną poprawą metabolizmu: lepszą tolerancją glukozy i zmniejszoną insulinoopornością.

Wreszcie, niedawno inna grupa naukowców wykorzystała szczepionkę BCG — osłabioną formę bakterii stosowanej od dziesięcioleci w leczeniu gruźlicy — do „wytrenowania” wrodzonego układu odpornościowego i odwrócenia niektórych skutków starzenia się mózgu.

U myszy ta immunizacja skutecznie przeprogramowała mikroglej, komórki odpornościowe mózgu. Poprawiło to ich zdolność do usuwania resztek mieliny, rodzaju odpadów, które mogą gromadzić się z wiekiem i utrudniać naprawę uszkodzonej tkanki mózgowej. Dzięki tej interwencji zaobserwowano poprawę regeneracji uszkodzonych obszarów mózgu.

Wszystkie te wyniki rzucają nowe światło na to, jak starzenie się wpływa na układ odpornościowy i otwierają drzwi potencjalnym strategiom odwrócenia procesu pogarszania się stanu zdrowia poprzez przeprogramowanie układu odpornościowego.

Chociaż szczepionki senolityczne otwierają nowe możliwości terapeutyczne, istnieją nadal poważne wyzwania, którym należy sprostać, zanim będzie można je zastosować u ludzi.

Jednym z kluczowych aspektów jest dokładne zrozumienie ich działania. Problem polega na tym, że białka, na które oddziałują, można znaleźć również, w mniejszych ilościach, w innych komórkach nieulegających starzeniu. Dlatego ważne jest, aby wiedzieć, czy korzyści wynikają jedynie z eliminacji komórek starzejących się, czy też eliminowane są również zdrowe komórki z tymi samymi markerami.

Co więcej, należy uważnie monitorować odpowiedź immunologiczną. Nadmierna aktywność układu odpornościowego może prowadzić do niepożądanych skutków, takich jak ostry stan zapalny, a nawet zespół uwalniania cytokin – niebezpieczna reakcja, która może uszkodzić zdrowe tkanki.

Jeśli te szczepionki osiągną fazę kliniczną, kluczowe będzie określenie kilku czynników: odpowiedniej dawki, częstotliwości podawania oraz czasu, przez jaki przeciwciała pozostają aktywne w organizmie. Tylko wtedy będziemy mogli zapewnić, że szczepionki te są nie tylko skuteczne, ale także bezpieczne dla ludzi.

Choć przed nami jeszcze długa droga, badania naukowe wyznaczają zmianę paradygmatu: szczepionki nie tylko zapobiegają infekcjom, ale także spowalniają starzenie się i związane z nim choroby. Medycyna przyszłości może być bliżej, niż nam się wydaje.

Artykuł opublikowany w The Conversation .

Estefanía Díaz del Cerro: Adiunkt naukowy. Współpracownik grupy badawczej ds. starzenia się, psychoneuroimmunoendokrynologii i żywienia na Uniwersytecie Complutense w Madrycie.