Cirkadián ritmus az immunrendszer működésében

A Cell Reports folyóiratban május 7-én jelent meg a University of Michigan kutatóinak cikke, amelyben a veleszületett nyiroksejtek (ILCs; innate lymphoid cells) aktiválásának új aspektusait tárták fel. Azokat a helyeket, ahol testünk a külvilággal érintkezik - például a bőrön, a szem felszínén, a száj belsejében, a bél és a húgyutak bélésén keresztül - barrier szöveteknek nevezzük. Ezen szövetek védelmében segítenek a veleszületett nyiroksejtek, amelyek valamilyen észlelt veszély, fenyegetés hatására citokinek felszabadítását stimulálják, amelyek tovább aktiválják az immunrendszert. Ezeknek a sejteknek a mennyisége az öregedéssel természetes módon vagy bizonyos betegségek következtében lecsökkenhet.

Az ILC-k a csontvelőben termelődnek és a vérben keringenek. De vajon hogyan aktiválódnak, hogy betölthessék szerepüket, és mobilizálódva eljussanak azokba a szövetekbe, ahol pótolni képesek a kimerült állományt?

A most közzétett tanulmány szerint ezt a vándorlást a cirkadián ritmus szabályozza, amely egyike a Föld 24 órás nappali/éjszakai ciklusa által diktált számos biológiai folyamatnak. Ezért a kutatók azt vizsgálták, hogyan zajlik ez a folyamat olyan egerekben, amelyek éjszaka aktívak, nappal pedig alszanak.

Mind az egereknél, mind az embereknél a kortizol nevű stresszhormon ébredéskor tetőzik, míg a kortizol csökkenése, valamint a melatonin és az adenozin szintjének emelkedése álmosságérzetet vált ki. A kutatók a mostani vizsgálat során azt fedezték fel, hogy az ILCP-k, azaz a progenitor nyiroksejtek, amelyekből később ILC-k alakulnak ki, erősen expresszálják az úgynevezett óragéneket, ami azt eredményezi, hogy a nap különböző időszakaiban aktívak. A kutatók azt találták, hogy a kortizol növeli az ILCP-ken a CXCR4 nevű kemoattraktáns receptor aktiválódását, hogy a csontvelőben tartsa őket. Pihenés idején viszont az interleukin-18 citokin és a RORα receptor aktiválja az S1PR1 receptort az ILCP-ken, ami arra sarkallja őket, hogy a csontvelőből a vérbe kerüljenek.

“A sejtek felépítéséhez, kifejlődéséhez időre van szükség. A mostani eredmények arra utalnak, hogy ahelyett, hogy a sejteket a szervezet folyamatosan, képződésüket követően egyből felszabadítaná és a véráramba juttatná, a hatékonyság maximalizálása érdekében a szervezet szinkronizálódik egy olyan ritmusra, amelyben körülbelül 12 órán keresztül építi fel az ILCP-ket. Ez azt jelenti, hogy amíg a szervezet aktív, addig felépítés történik, majd alvás közben történik meg a felszabadítás” - összegzett Chang H. Kim, a tanulmány első szerzője. “Ez a folyamat naponta, a cirkadián ritmusnak megfelelően ismétlődik, és ahhoz szükséges, hogy a bélben a megfelelő szinten legyen tartható a barrier szövet ILC mennyisége. Ez azt sugallja, hogy ha megzavarjuk a cirkadián ritmust, akkor csökkenni fog az ILC-k mennyisége a szövetekben, ami sebezhetőbbé tesz a fertőzésekkel szemben és a mikrobiom egyensúlyának felborulásának kockázatával jár.”

Az ILC-k cirkadián ritmus szerinti mobilizálódása nem csak a nyiroksejtek funkcióinak megértése miatt fontos, hanem valószínűleg más típusú őssejtekre is igaz, és a kutatók szerint a jövőben bizonyos sejtterápiás eljárásokban is fontos szerephez juthat.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

Circadian rhythm drives the release of important immune cells, study reveals

Circadian-clock-controlled endocrine and cytokine signals regulate multipotential innate lymphoid cell progenitors in the bone marrow

Irodalmi hivatkozás:

Qingyang Liu et al, Circadian-clock-controlled endocrine and cytokine signals regulate multipotential innate lymphoid cell progenitors in the bone marrow, Cell Reports (2024). DOI: 10.1016/j.celrep.2024.114200