Momentul consumului de alimente poate influența răspunsul celulelor T la infecții și tratamente
Un nou studiu arată cum lipidele eliberate după masă pot îmbunătăți durabil metabolismul, traducerea și performanța imunității celulelor T, având implicații pentru cercetările privind infecțiile și terapiile celulare de nouă generație.
Un studiu recent publicat în revista Nature a investigat modul în care starea nutrițională pe termen scurt, după masă, influențează metabolismul, activarea și funcția imună pe termen lung a celulelor T.
Poate momentul ultimei mese să afecteze cât de eficient răspunde organismul tău la o infecție? Sistemul imunitar depinde de energie și poate fi influențat de modificări metabolice minore. Celulele T necesită o cantitate substanțială de energie pentru a se activa, a se prolifera și a distruge patogenii sau celulele anormale.
Deși s-au realizat multe cercetări asupra obiceiurilor alimentare pe termen lung, efectele pe termen scurt (efectele postprandiale) ale consumului de alimente asupra sistemului imunitar sunt mai puțin înțelese. Această lacună este importantă, deoarece există o fluctuație constantă a disponibilității nutrienților în ciclurile zilnice de alimentație.
Înțelegerea acestor schimbări metabolice rapide ar putea informa viitoarele studii despre vaccinare, răspunsuri la infecții și terapii imune. Mai multe cercetări sunt necesare pentru a determina cum influențează nutriția pe termen scurt funcția celulelor imunității.
Studiul a analizat răspunsurile imune atât în rândul oamenilor, cât și în modele animale, în condiții de post și postprandiale. Sângele periferic a fost extras de la participanții sănătoși la studiu după o noapte de post și din nou la șase ore după ce au consumat o masă.
După extragerea probelor de sânge, au fost măsurate atât activitatea metabolică (inclusiv absorbția de glucoză, acumularea de lipide și funcția mitocondrială), cât și producția de citokine (inclusiv interferon gamma (IFN-γ) și factorul de necroză tumorală (TNF)) în celulele T CD3+ izolate din probele de sânge ale participanților. În paralel, s-au utilizat modele murine pentru a valida concluziile. Micele au fost fie supuse postului, fie hrănite, iar celulele T CD8 pozitive au fost izolate pentru analiza metabolică și funcțională.
Cercetătorii au efectuat experimente de transfer adoptiv folosind celule T transgenice cu receptor specific pentru ovalbumină (OT-I) pentru a evalua răspunsurile imune in vivo după infecția cu virusul Vaccinia modificat Ankara care codifică ovalbumina (VV-OVA).
Experimentele de transfer de ser, gavaj cu lipide și izolare de chilomicroni au fost utilizate pentru a evalua efectele factorilor nutriționali asupra modificărilor răspunsului imun. Analizele moleculare au inclus secvențierea acidului ribonucleic (RNAseq), secvențierea cromatinei accesibile prin transposază (ATAC-seq) și proteomica.
Studiile mecanistice au inclus, de asemenea, evaluarea reglementării și traducerii complexului 1 al țintei rapamicinei la mamifere (mTORC1) folosind inhibitori farmacologici precum rapamicina.
Celulele T colectate după consumul unei mese au avut o activitate metabolică mai mare decât cele obținute în timpul postului. În plus, acestea au prezentat o absorbție semnificativ crescută a glucozei, niveluri crescute de lipide intracelulare și o masă mitocondrială crescută, sugerând o capacitate energetică îmbunătățită.
Folosind teste funcționale, cercetătorii au arătat că celulele T colectate postprandial au produs cantități semnificativ mai mari de IFN-γ și TNF, două citokine cheie implicate în protecția imună. Cel mai important, aceste beneficii au fost observate și în celulele T după activare și expansiune, sugerând o reprograme metabolică sustenabilă.
Datele din studiile pe șoareci au demonstrat că celulele T CD8+ au prezentat o activitate metabolică crescută, inclusiv o capacitate oxidativă și glicolitică îmbunătățită, precum și o proliferare mai mare, în comparație cu cele aflate în stare de post.
Într-un model de infecție, celulele T provenite din condiții de hrănire au proliferat mai agresiv și au generat răspunsuri imune mai puternice decât cele din condiții de post, chiar și atunci când au fost transferate în același gazdă. Aceste efecte au fost evidente chiar și când celulele au fost transferate în același gazdă, indicând modificări celulare intrinseci, mai degrabă decât influențe externe.
Chilomicronii, metabolismul lipidic și semnalizarea mTORC1
Investigațiile suplimentare au relevat că metabolismul lipidic a fost principalul contributor la această îmbunătățire. Serul de la indivizi hrăniți a crescut metabolismul celulelor T în celulele T aflate în post, în timp ce serul din perioada de post nu a avut acest efect. Experimente specifice utilizând diete bazate pe tipuri de nutrienți au demonstrat că alimentația bogată în lipide, mai degrabă decât cea bogată în carbohidrați sau proteine, a reprodus cel mai puternic aceste schimbări.
Mai mult, chilomicronii bogați în trigliceride (particule de transport lipidic formate după o masă) au fost identificați ca mediatori ai acestui proces, având responsabilitatea de a livra componentele lipidice către limfocitele T și de a îmbunătăți atât funcția mitocondrială, cât și producția de energie.
Analiza proteomică a relevat niveluri mai ridicate de proteine implicate în procese precum traducerea, metabolismul și activarea celulară. Creșterea traducerii a fost confirmată prin teste de incorporare a puromicinei, indicând că celulele T postprandiale erau pregătite pentru un răspuns rapid la activare.
Analiza expresiei genice și a accesibilității cromatinei între starea de post și condiția hrănită a indicat doar variații minore, sugerând că orice schimbări au fost în principal rezultatul proceselor post-transcripționale, mai degrabă decât schimbărilor transcripționale sau de accesibilitate a cromatinei pe scară largă. Astfel, aceste modificări în funcțiile celulare au fost rezultatul direct al reprogrării rapide induse de nutrienți prin căi de semnalizare.
Efectele nutriției asupra performanței terapiei imune
Studiul a tradus relevanța clinică în modele de aplicație terapeutică. De exemplu, tumorile au fost mai bine controlate folosind celule T recoltate de la animale hrănite (în modelele de melanom). În plus, celulele T umane cu receptor chimeric pentru antigen (CAR-T) generate după hrănire au arătat o activitate metabolică mai mare, o citotoxicitate mai mare și o persistență mai îndelungată atunci când au fost evaluate în modele de leucemie ale șoarecilor. În ansamblu, constatările sugerează că starea nutrițională pe termen scurt în momentul recoltării sau activării celulelor T poate influența performanța terapiilor bazate pe imunitate.
Acest studiu sugerează că starea nutrițională postprandială înainte de activarea celulelor T poate îmbunătăți funcția acestora în sistemele experimentale prin stimularea metabolismului, sintezei protein
