גם כאשר נוצרים תאי זיכרון חיסוניים בריאה לאחר זיהום בשפעת, ברזל לא מספיק משאיר אותם פחות מסוגלים ליצור תגובה אנטי-ויראלית חזקה, וחושף כיצד תזונה יכולה לעצב הגנה חיסונית ארוכת טווח
מחקר: מחסור בברזל תזונתי פוגע בתפקוד האפקטור של תאי T זיכרון בעקבות זיהום בשפעת. קרדיט תמונה: Corona Borealis Studio / Shutterstock
חוקרים במחקר שנערך לאחרונה ב כתב העת לאימונולוגיה בדק כיצד מחסור בברזל תזונתי משפיע על תאי זיכרון T נגועים בשפעת. הם חקרו את ההשפעה על תפקוד התא, מאפיינים והתפתחות.
הם גילו שלעכברים חסרי ברזל יש סיכוי גבוה יותר לפתח אנמיה. בעוד שתאי T הצליחו להעלות תגובות ספציפיות לאנטיגן, העכברים הראו שינויים חולפים בהפעלה מוקדמת במהלך זיהום ראשוני ופגיעה בתפקוד האפקטור במהלך שלב הזיכרון, במיוחד בריאות, עם ייצור מופחת של ציטוקינים אנטי-ויראליים מרכזיים.
מחסור בברזל ופגיעות חיסונית
תאי T ממלאים תפקיד מרכזי בניקוי זיהומים וביסוס זיכרון חיסוני ארוך טווח. שמירה על רמות ברזל נאותות היא חיונית ליצירת תגובות חזקות של תאי T מכיוון שברזל נדרש לתהליכים חיוניים כמו שגשוג והפעלה של תאי.
סיכונים הקשורים לתזונה לחסינות חלשה
עם זאת, מחסור בברזל, לעתים קרובות עקב אי ספיקה תזונתית, במיוחד במהלך החיים המוקדמים, אך מושפע גם מסיבות אחרות כגון איבוד דם, נקשר עם רגישות מוגברת למחלות אלרגיות וזיהומים, מה שמעלה חשש שהוא עלול להחליש את התגובות החיסוניות.
קולטן טרנספרין בספיגת ברזל של תאי T
קליטת ברזל בתאי T מסתמכת במידה רבה על קולטן הטרנספרין, חלבון המתווך את ספיגת הברזל מהטרנספרין לתאים. מוטציות בקולטן זה פוגעות בפעילות תאי T ו-B כאחד. קלציית ברזל כימית יכולה לשבש באופן סלקטיבי תת-קבוצות של תאי עוזר T ולהפחית ייצור של ציטוקינים מרכזיים כגון IL-2, TNF-αו IFN-γ.
השפעת ברזל נמוך על חסינות ספציפית לאנטיגן
חשוב לציין, רמות נמוכות יותר של ברזל במחזור במהלך זיהום עלולות להפחית את היווצרותם של תאי T ספציפיים לאנטיגן. בהתחשב בכך שמחסור תזונתי הוא הגורם השכיח ביותר לדלדול ברזל בעולם, חיוני לקבוע כיצד תזונה דלה בברזל מעצבת את הפיתוח, התחזוקה והתכנות התפקודי לטווח ארוך של תאי T לאחר זיהומים אמיתיים.
עיצוב מחקר באמצעות מניפולציה תזונתית של ברזל
באמצעות מניפולציה תזונתית של ברזל בשילוב עם מודל זיהום בשפעת, החוקרים בדקו כיצד מחסור בברזל משנה את התפתחות תאי T זיכרון על פני רקמות, תוך התמקדות מיוחדת בריאות.
תנאי דיאטת עכברים וציר זמן לדגימה
עכברים נקבות האכילו או דיאטה חסרת ברזל או דיאטה עתירת ברזל מגמילה ושוכנו בתנאים ללא פתוגנים. קבוצות נשמרו בנפרד על ידי דיאטה והורדו בנקודות זמן מוגדרות: לפני ההדבקה, במהלך זיהום שפעת חריף (ימים 5 ו-7), ובמהלך היווצרות זיכרון (יום 28). חוקרים העריכו אנמיה באמצעות מדידות המוגלובין מדגימות דם של דקירת זנב ורמות ברזל מערכתיות מכימות על ידי מדידת ברזל לא-heme ברקמת הכבד באמצעות עיכול חומצה ובדיקות קולורימטריות.
מודל זיהום שפעת ועיבוד רקמות
לצורך זיהום, עכברים הורדמו וקיבלו מינון תוך-אף סטנדרטי של X31 (H3N2) וירוס שפעת, עם ניטור משקל יומי המשמש למעקב אחר חומרת המחלה. לאחר המתת חסד, טחול וריאות עובדו לתליית תאים בודדים באמצעות ניתוק מכני, עיכול אנזימטי ותמוגגת תאי דם אדומים.
ציטומטריית זרימה עבור פרופילי הפעלת תאי T
ציטומטריית זרימה נערכה כדי לאפיין ייצור ציטוקינים תוך תאי, פנוטיפים של תאי T וסמני הפעלה באמצעות פאנלים נרחבים של נוגדנים פלואורסצנטיים. תאי T-CD4⁺ ו-CD8⁺ ספציפיים לאנטיגן זוהו עם שפעת פפטיד טעון MHC טטרמרים. כדי להעריך את תפקוד תאי T זיכרון, תאי T ריאות עוררו באופן פוליקלונלי או באמצעות תאים דנדריטים ממח עצם הנגועים בשפעת שנוצרו מתורמים עתירי ברזל, ובכך אפשרו הערכה של יכולת תפקוד תאי T בתנאים של הצגת אנטיגן שעברו אופטימיזציה ניסיונית.
אימות של מחסור בברזל בעכברי מחקר
מהגמילה, עכברים שניזונו בתזונה חסרת ברזל עלו פחות במשקל, פיתחו אנמיה והראו ירידה ניכרת בברזל בכבד, דבר המאשר גרמה מוצלחת של מחסור. למרות מספרים דומים של תאי T בקבוצות תזונתיות, עכברים חסרי ברזל הציגו פנוטיפים של תאי T בבסיס קו הבסיס. אלה כללו ביטוי גבוה יותר של הקולטן טרנספרין, במיוחד בתאי CD44⁺ CD4⁺ ו-CD8⁺ בטחול, כמו גם שינויים בוויסות וב Th1סמנים קשורים.
השפעות זיהום ראשוני על הפעלת תאי T ריאות
במהלך זיהום ראשוני בשפעת, עכברים חסרי ברזל חוו ירידה מוקדמת יותר במשקל והתאוששות איטית יותר. ספירת תאי T ריאתית הכוללת הייתה דומה בין הקבוצות, אך עכברים חסרים הראו מספר מוגבר של תאי T בטחול בנקודות זמן מוקדמות. מספר תאי T ספציפיים לשפעת היו דומים באופן כללי, אם כי עכברים עתירי ברזל הפגינו מספר גבוה יותר של תאי T ספציפיים לאנטיגן ממוקמים לריאות ביום 7. ביטוי סמן ההפעלה היה דומה בטחול, אך ירד באופן זמני בתאי T ספציפיים לשפעת CD4⁺ לריאות של עכברים עם מחסור בברזל, ולא על הפעלה מוקדמת של עכברים עם מחסור בברזל.
מחסור בתאי T בזיכרון בייצור ציטוקינים אנטי ויראלי
בשלב הזיכרון, לשתי הקבוצות היה ספירת תאי T דומה, אך עכברים חסרי ברזל יצרו יותר תאי T ספציפיים לשפעת בריאה. עם זאת, תאים אלה, במיוחד תאי T זיכרון CD8⁺, הציגו ייצור לקוי של TNF-α ו IFN-γ. יש לציין כי פגיעה תפקודית זו בתאי CD8⁺ נמשכה גם כאשר עוררו באמצעות תאים המציגים אנטיגן עתירי ברזל, מה שמעיד על שינוי עמיד, מהותי בתא, ביכולת המשפיעה שנוצרה במהלך מחסור בברזל. לעומת זאת, ייצור ציטוקינים של תאי T בזיכרון CD4⁺ שוחזר ברובו בתנאי היזכרות אופטימליים.
סיכום של ליקויים חיסוניים מחוסר ברזל
המחקר מדגים כי מחסור בברזל בתזונה משבש את ההפעלה המוקדמת של תאי T ריאות במהלך זיהום ופוגע בתפקוד המשפיע של תאי T זיכרון, במיוחד תאי זיכרון CD8⁺, במהלך תגובות היזכרות. עכברים חסרי ברזל חוו חומרת מחלה גדולה יותר, עיכבו תגובות חיסוניות מוקדמות של הריאות, ובסופו של דבר פיתחו תאי זיכרון T עם יכולת מופחתת לייצר ציטוקינים אנטי-ויראליים מרכזיים. פגמים אלו נמשכו למרות הצגה אופטימלית של אנטיגן, ותומכים בנוכחות של תכנות מחדש תפקודי מהותי בתקופות של מחסור בברזל.
פגיעות ספציפית לרקמות של חסינות ריאות
ההשפעות היו בולטות ביותר בריאות, מה שמצביע על פגיעות ספציפית לרקמות. זה רלוונטי במיוחד לאור התפקיד המרכזי של הריאה בחסינות נגד שפעת והחשיבות של תאי זיכרון T הממוקמים רקמות בהגנה מפני זיהום חוזר.
מחקר מגבלות בניתוח לוקליזציה של תאי T
למרות שהמחקר נהנה מבקרה תזונתית הדוקה וממודל זיהום מבוסס היטב, הוא לא הצליח להפריד לחלוטין בין פגמים פנימיים של תאי T מהתרומות הפוטנציאליות של המיקרו-סביבה הריאות. בנוסף, המחקר לא הצליח להבחין באופן סופי במחזור לבין אוכלוסיות תאי זיכרון T בתוך הריאה השוכנות ברקמות.
השלכות על חסינות תזונתית בגיל מוקדם
לסיכום, שמירה על מספיק ברזל תזונתי חיונית לתפקוד בריא של תאי T זיכרון וחסינות אנטי-ויראלית איתנה לטווח ארוך. לממצאים אלה עשויות להיות השלכות מיוחדות על מחסור בברזל בגיל מוקדם ועל תגובות חיסוניות לזיהומים וחיסונים בדרכי הנשימה, תוך הדגשת מצב הברזל כגורם פוטנציאלי שניתן לשנות את ההגנה החיסונית.
