В последнее десятилетие сенесцентные клетки как причина старения изучаются в ведущих научных учреждениях США и Европы. В нашей научной группе, в Университете «Сириус», по результатам пилотных исследований мы предположили, что старение иммунитета обуславливается двумя взаимозависимыми факторами: накоплением сенесцентных гемопоэтических стволовых клеток и сененесцентных зрелых клеток иммунной системы. В молодом возрасте гемопоэтические стволовые клетки находятся в костном мозге и снабжают всю иммунную систему новыми клетками.  В случае заболеваний, воздействия радиации или других повреждений, истощающих иммунитет, Гемопоэтические стволовые клетки быстро возобновляют весь репертуар иммунных клеток. Однако в стареющем организме гемопоэтические стволовые клетки теряют свой регенерационный потенциал, что снижает приток свежих иммунных клеток. Более того, увеличение количества нефункциональных зрелых сенесцентных клеток снижает устойчивость организма к инфекциям и повреждениям. Кроме снижения иммунной функции, сенесцентные клетки выделяют воспалительные факторы, что повышает общий воспалительный фон во всем организме, ускоряя старение тканей и вызывая в свою очередь повреждение гемопоэтических стволовых клеток.

Исследование на двух видах - человеке и приматах - позволит выявить консервативные молекулярные механизмы старения иммунной системы и определить факторы, воздействие на которые поможет приостановить накопление воспалительных клеток и снизить повреждение и потерю регенерационного потенциала гемопоэтических стволовых клеток.  Накопление сенесцентных клеток и воспалительный фон ослабляет ответ на иммунизацию, порождает несбалансированную иммунную реакцию, истощает иммунный надзор и приводят к заболеваниям, связанным с возрастом, включая остеопороз, диабет, сердечно-сосудистые, нейродегенеративные, аутоиммунные и онкологические заболевания.

Таким образом, старение иммунной системы в большой степени определяется недостатком стволовых клеток крови и снижением возобновления молодых клеток, истощением зрелых иммунных клеток и фоновым воспалением.

Задача проекта - описать точную картину иммунного старения, выявить критические компоненты, приводящие к уязвимости иммунной системы с возрастом, и найти подходы к замедлению процесса старения иммунной системы. В рамках проекта будут разработаны модели для оценки старения иммунной системы нечеловеческих приматов, а также разработаны методические подходы к омоложению иммунитета иммунной системы.

Проект получил поддержку в рамках открытого публичного конкурса на получение грантов Российского научного фонда по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» (региональный конкурс). Финансирование выделяется Российским научным фондом и федеральной территорией «Сириус» на паритетных началах.

Актуальность проекта

К 2022 году около 10% населения Земли превысило возраст 65 лет. Благодаря достижениям медицины этот сегмент растет быстрыми темпами, и ожидается, что к 2050 году он достигнет 16%, а к 2100 году каждый четвертый человек будет старше 65 лет. Люди непосредственно до и после пенсионного возраста представляют наиболее квалифицированных специалистов и ценных для экономики профессионалов, однако именно в этой группе проявляются заболевания и патологии, связанные с возрастом, что снижает количество трудоспособных граждан и значительно увеличивает нагрузку на систему здравоохранения. Большинство, возраст-ассоциированных заболеваний и инфекционных осложнений обусловлено старением иммунной системы и, вследствие этого, ее неспособностью защищать от воздействия эпидемий, поддерживать баланс иммунных реакций, стабилизировать системное воспаление и очищать состарившиеся (сенесцентные) клетки со сниженной функцией.

Анализ возрастных изменений иммунной системы позволит разработать диагностические лабораторные тесты для определения биологического возраста, выявить популяции иммунных клеток и факторы крови, количественно изменяющиеся с возрастом, понять причины патологий и разработать целевую терапию заболеваний.

Научная и практическая значимость проекта

Работа проводится на родственных видах - человеке и примитивных приматах, - что позволяет установить консервативные механизмы старения иммунной системы. В результате данного исследования будут разработаны модель определения биологического возраста приматов, и критерии старения иммунной системы, выявлены целевые молекулы – мишени для создания новых лекарств, отодвигающих наступление заболеваний, связанных с возрастом. Будут найдены критерии оценки эффективности новых анти-возрастных препаратов при проведении доклинических испытаний, что в перспективе, позволит продлить трудоспособный возраст и увеличит продолжительность жизни в России.

Ожидаемые результаты

Ожидается нахождение научных подходов и факторов, важных для восстановления пула гемопоэтических стволовых клеток (ГСК), а также снижения количества сенесцентных иммунных клеток различных популяций, приводящих к старению иммунной системы.  Системный научный подход, предлагаемый в рамках исследования, позволит выявить механизмы, запускающие старение иммунной системы и гемопоэтических стволовых клеток, которые до настоящего момента остаются не до конца изученными.

Партнеры