اختلاف الأنظمة المناعية بين الشباب وكبار السن

من الممكن أن تساعد الأبحاث الجديدة في تفسير سبب عدم انتظام أنظمة المناعة لدى كبار السن، ولماذا تختلف أعمار أجهزة المناعة لدى الأشخاص بمعدلات مختلفة، ولماذا يعتبر البيئة هي السبب الأكثر من الوراثة في توليد هذه الاختلافات المرتبطة بالعمر .

هناك اختلاف في أنظمة المناعة بين الشباب وكبار السن
قد تساعد الاكتشافات التي أجراها الباحثون في كلية الطب ب جامعة ستانفورد على تفسير لماذا لا تعمل أنظمة المناعة لدى كبار السن في كثير من الأحيان بشكل جيد، ولماذا تختلف أعمار أجهزة المناعة لدى الناس بمعدلات مختلفة، هذه النتائج التي يمكن أن تؤدي إلى طرق جديدة لوضع المكابح على الشيخوخة والمرض، تم تمكينها من خلال الابتكار التكنولوجي : طريقة سريعة ودقيقة لمعرفة ما هي البروتينات التي يتم توجيه الخلايا الفردية لإنتاجها، ودرجة تحديد خلايا منفصلة نفس النوع قد تلقى إصدارات مختلفة من تلك التعليمات، وباستخدام هذه الطريقة الجديدة لتحليل مئات الملايين من الخلايا المناعية واحدا تلو الآخر، وجد الباحثون أن الخلايا المناعية لدى كبار السن تحصل على مجموعة زائفة من أوامر السير أكثر من تلك التي يستخدمها الشباب .

كيف استطاع العلماء اكتشاف ذلك
في دراسة نُشرت في مجلة Cell في السادس والعشرين من أبريل، تم التركيز على العلامات الكيميائية المرتبطة بالبروتينات المسماة هيستونز، والتي ترتبط بشدة بالحمض النووي في نواة الخلايا لجميع الكائنات الحية ، باستثناء البكتيريا والكائنات الأحادية الخلية .

من الواضح أن هذه العلامات الجينية هي تعليمات تجعل امتدادات الحمض النووي قابلة للوصول أو خارج نطاقها للآلات الجزيئية التي تقرأ الجينات وتنظم إنتاج البروتينات التي تشفرها هذه الجينات .

تأثير جيني
البروتينات هي المركبات التي تقوم بتنفيذ معظم أنشطة الخلية، وبالتالي فإن هوية الخلية وجدول أعمالها ترتبط بشكل وثيق بأنواع البروتينات النشطة وكميتها في الداخل. على الرغم من أن جميع الخلايا في الجسم تحتوي على نفس الحمض النووي، إلا أن خلايا الجلد والخلايا الدهنية والخلايا العصبية تختلف بشكل كبير في تركيبة البروتينات وبالتالي في وظيفتها. ومن خلال تحديد الجينات التي يجب أن تكون نشطة أو ساكنة، تلعب سلسلة العلامات الجينية على طول دي إن إي الخلوية دورا كبيرا في توجيه وتعريف السلوك الشامل للخلية .

تلك العلامات، بالإضافة إلى ذلك، تظل في حالة تغير مستمر، على عكس جيناتنا التي لا تتغير بشكل ملحوظ، حيث يمكن للهستونات في الخلايا إضافتها أو إزالتها بسرعة عند تعرض الخلية لعوامل المرض أو الغذاء أو النمو أو الهرمونات، أو عند حدوث تغيرات في الحالة الداخلية للخلية، على سبيل المثال: عندما يحين وقت قسمة الخلية أو إنتاج بروتين الخلية أو جدول أعمالها أو التغير في استجابتها .

تصريحات العلماء والباحثون
يقول الباحثون في الدراسة : ” باستثناء التحور الغريب أو بعض التشوهات في أطراف الكروموسومات، يبقى الحمض النووي في الأساس بنفس الطريقة التي تتقدم بها في السن، ولكن في حين أن جيناتنا لا تتغير كثيرا مع تقدمنا ​​في العمر، إلا أن مدى نشاط كل منها يمكن أن يتغير بشكل كبير في أي من الاتجاهين بمرور الوقت ” .

ويؤكد الباحثون : على وجه الخصوص، يتم عرض أنواع مختلفة من الخلايا البيضاء في جهاز المناعة الخاص بنا، وتحدث تغيرات ملحوظة في مستويات التنشيط الجيني مع تقدمنا في العمر. نعلم أيضا أن نظام المناعة لدينا لا يعمل بشكل جيد جدا مع تقدمنا في العمر. فالجهاز المناعي يلعب دورا هاما في جميع أنواع الأمراض، ومن خلال التركيز بشكل كبير على الوراثة، نتجاهل تأثيرات علم المناعة البشرية والتأثيرات البيئية التي تؤثر عليه .

وقد افترض فريق ستانفورد أن التغيرات المرتبطة بالشيخوخة في جينات الخلايا المناعية قد تنشأ من التدفق في نمط العلامات اللاجينية على هيستون الخلايا، وقد شرعوا في تحديد ما إذا كانت هذه الأنماط، بالنسبة لأي نوع من الخلايا المناعية، تختلف بين مختلف الأشخاص أو بين خلايا فردية مختلفة من نفس النوع في دم أي شخص .

تحليل خلايا واحدة
ولجعل هذه التحديدات، قام العلماء بتعديل تقنية تسمى قياس كتلة الكتلة، تسمح هذه الطريقة بتمييز سمات متعددة لخلية واحدة في نفس الوقت الذي يتم فيه تمييز الرموز الشريطية الجزيئية المتخصصة التي تم توصيلها بكاشف، مما يكشف ليس فقط عن هوية الخلية ولكن أيضا حالتها – على سبيل المثال، غير ناضج في مقابل نضج، أو تنشيط مقابل هدوء، ويتم حرق الخلايا وبقاياها معلقة على جهاز كشف في تسلسل سريع لاطلاق النار، وبهذه الطريقة يمكن التحقق بسرعة من الهويات الفردية وحالات أعداد هائلة من الخلايا .

ووجد الباحثون أنه بالنسبة لكثير من أنواع الخلايا المناعية، فإن خلايا كبار السن تتحمل في المتوسط​​، علامات هيستون أكثر بكثير من تلك الموجودة في الأصغر سنا، وبالإضافة إلى ذلك، أظهر كبار السن تباينا أكبر في الخلايا إلى مدى تميز درجات الهستونات لديهم مقارنة بالأشخاص الأصغر سنا .

ما قام به الباحثون
بعد ذلك لتقييم التأثيرات البيئية مقابل التأثيرات الجينية على أنماط وسمات الهستون، حصل الباحثون على عينات دم من أزواج ثنائية متطابقة وأخرى أخوية، التوائم المتطابقة تشترك في نفس تسلسلات الدنا، كما أنهم يتشاركون في بيئة داخل الرحم مشتركة، وإذا ما نشأوا معا، بيئات طفولة متشابهة بشكل معقول، التوائم الأخوية، على الرغم من أن الحمض النووي الخاص بهم لا يتشابه أكثر من إخوانهم التقليديين، يتشاركون داخل الرحم .

البيئة هي المسؤولة عن تشكيل تغييرات في جهاز المناعة
أوضح تحليل البيانات أن التباعد الملحوظ في علامة هيستون بين كبار السن ينجم عن عوامل غير تقليدية مثل النظام الغذائي ونوعية النوم وممارسة الرياضة والالتهابات وظروف المدينة التي نعيش فيها والعمل والإجهاد الجسدي أو النفسي والراحة التي تؤثر علينا جميعًا في حياتنا .

تمت الموافقة على الأدوية المستهدفة للإنزيمات التي ترتبط ببعض علامات هيستون المرتبطة ببعض مؤشرات السرطان. يقوم الباحثون حاليا بدراسة أنماط التمييز الهيستوني للأمراض الأخرى لمعرفة ما إذا كانت أي منها تتميز بمستويات عالية أو منخفضة من أنواع معينة من العلامات. يشتبه أن تحليل العلامة الهيستونية يمكن أن يؤدي إلى تطوير أدوية يمكن أن تعالج الأمراض التي تتميز بتلك الانحرافات من خلال عكس انحرافات العلامة الهيستونية عن الحالة الصحية .