هیپوفرمی با واسطه هپسیدین پاسخ های ایمنی به واکسیناسیون و عفونت را مختل می کند قسمت 1

خلاصه

زمینه:

اینکه چگونه مواد مغذی خاص بر ایمنی تطبیقی ​​تأثیر می‌گذارند، بسیار مورد توجه است. کمبود آهن شایع ترین کمبود ریز مغذی ها در سراسر جهان است و بار قابل توجهی از بیماری های جهانی را به همراه دارد. با این حال، اثرات آن بر ایمنی همچنان نامشخص است.

مصونیت، همانطور که در پزشکی به آن می گویند، توانایی سیستم ایمنی بدن انسان برای محافظت از خود است. یکی از وظایف اصلی، توانایی بدن برای مقاومت در برابر عفونت هایی مانند باکتری ها یا ویروس ها است. به طور خلاصه، کل فرآیند شناسایی و حذف اجسام خارجی آنتی ژنی توسط بدن، ایمنی نامیده می شود. ما همچنین باید در زندگی روزمره خود، مانند رژیم غذایی سالم یا ورزش، ایمنی را بهبود بخشیم. در تحقیقات مشخص شده است که سیستانچ همچنین می تواند ایمنی را بهبود بخشد. سیستانچ در نظر گرفته می شود که دارای اثر تقویت ایمنی است.

این اصل عمدتاً شامل سه جنبه زیر است: 1. سیستانچ سرشار از مواد مغذی مختلف مانند پلی ساکاریدها، اسیدهای آمینه، عناصر کمیاب و غیره است که می تواند ایمنی بدن را بهبود بخشد.

2. سیستانچ حاوی برخی مواد ضد التهابی مانند سیستانچ، آلکالوئیدهای سیستانچ و غیره است که می تواند التهاب را تسکین دهد، بار سیستم ایمنی را کاهش دهد و ایمنی را بهبود بخشد.

3. سیستانچ همچنین حاوی برخی مواد آنتی اکسیدانی مانند فلاونوئیدها، ویتامین C و غیره است که می تواند به حذف رادیکال های آزاد در بدن و کاهش آسیب اکسیداتیو به سلول ها کمک کند و در نتیجه به طور غیر مستقیم ایمنی را بهبود بخشد.

برای آشنایی با غذاهای کامل سیستانچ کلیک کنید

مواد و روش ها:

ما از یک مدل تقلیدی هپسیدین و چندین مدل ژنتیکی برای بررسی اثر دسترسی کم آهن بر سلول‌های T در شرایط آزمایشگاهی و پاسخ‌های ایمنی به واکسن‌ها و عفونت ویروسی در موش استفاده کردیم. ما ایمنی هومورال را در بیماران انسانی با افزایش هپسیدین و آهن سرم پایین ناشی از TMPRSS6 جهش یافته بررسی کردیم. ما تأثیر مکمل‌های آهن را بر ایمنی هومورال ناشی از واکسیناسیون در خوک‌ها، یک مدل طبیعی از کمبود آهن، آزمایش کردیم.

یافته ها:

ما نشان می‌دهیم که آهن کم سرم (هیپوفرمی)، ناشی از افزایش هپسیدین، به شدت پاسخ‌های اثرگذار و حافظه به ایمن‌سازی را مختل می‌کند. متابولیسم تشدید شده لنفوسیت های فعال نیاز به حمایت از افزایش جذب آهن دارد که توسط IRP1/2 و TFRC تسهیل می شود. بر این اساس، تامین آهن اضافی پاسخ به واکسیناسیون را در موش‌های زیرپوستی و خوک‌ها بهبود بخشید، در حالی که برعکس، انسان‌های زیرپوستی با افزایش مزمن هپسیدین، غلظت آنتی‌بادی‌های مخصوص پاتوژن‌های خاص را کاهش دادند. تحمیل هیپوفرمی سلول‌های T و سلول‌های B را خنثی کرد و پاسخ آنتی‌بادی به عفونت ویروس آنفولانزا را در موش خنثی کرد و به ویروس اجازه داد باقی بماند و التهاب و عوارض ریه را تشدید کند.

نتیجه گیری:

هیپوفرمی، یک پاسخ فیزیولوژیکی ذاتی به خوبی حفظ شده به عفونت، می تواند با توسعه ایمنی تطبیقی ​​مقابله کند. این مبادله مواد مغذی برای درک و بهبود پاسخ‌های ایمنی به عفونت‌ها و واکسن‌ها در زمینه‌های رایج جهانی کمبود آهن و اختلالات التهابی مرتبط است.

منابع مالی:

شورای تحقیقات پزشکی، انگلستان

معرفی

ایمنی تطبیقی ​​برای محافظت در برابر بیماری های عفونی و برای حفظ سلامت ضروری است. پس از فعال‌سازی، لنفوسیت‌های اختصاصی آنتی‌ژن به سرعت تکثیر می‌شوند، تمایز می‌یابند و عملکردهای مؤثری را به دست می‌آورند، که متابولیسم تسریع شده و سنتز ماکرومولکولی را ضروری می‌کنند. آهن برای بسیاری از فرآیندهای سلولی اساسی، از جمله سنتز DNA، چرخه اسید تری کربوکسیلیک، و فسفوریلاسیون اکسیداتیو ۲ ضروری است. جهش نادر در گیرنده ترانسفرین که توانایی سلول ها برای بدست آوردن آهن را مختل می کند باعث نقص ایمنی می شود.

شیوع بالای جهانی کمبود آهن و کم خونی ناشی از ترکیبی از کمبود آهن تغذیه، از دست دادن خون، و هپسیدین ناشی از التهاب است. فروپورتین، که آهن را در سرم آزاد می کند. 5،6 بیان هپسیدین هم توسط آهن، به عنوان بخشی از مکانیسم های هموستاتیک، 5،7 و هم التهاب، به عنوان بخشی از پاسخ های ایمنی ذاتی که سعی در انکار آهن در برابر عوامل بیماری زا مهاجم دارند، تنظیم می شود.8 هپسیدین غلظت آهن سرم را به سرعت کاهش می دهد و هپسیدین بالا و هیپوفرمی می تواند منجر به کم خونی شود. ما غلظت های بسیار پایین آهن سرم و سطوح بالای هپسیدین (به دلیل التهاب) را در نوزادان گامبیایی یافتیم.10،11

مطالعات زیادی در رابطه با کمبود آهن و نقص ایمنی انجام شده است، اما نتایج متناقض بوده اند، و روش های مورد استفاده برای تعریف کمبود آهن و تجزیه و تحلیل پاسخ های ایمنی به طور قابل توجهی متفاوت بوده و منجر به عدم اطمینان می شود. فعالیت سلول‌های T خودایمنی، 14 و کمبود شدید آهن تغذیه‌ای ممکن است پاسخ‌های تکثیری سلول B را مختل کند. با این حال، اینکه آیا هپسیدین، به عنوان هورمون تنظیم‌کننده آهن، بر ایمنی تطبیقی ​​نسبت به واکسیناسیون و عفونت تأثیر می‌گذارد، ناشناخته است. در این مطالعه، ما نشان می‌دهیم که چگونه تغییرات فیزیولوژیکی در غلظت آهن سرم، که توسط هپسیدین یا مکمل آهن کنترل می‌شود، عمیقاً بر بیولوژی لنفوسیت و پاسخ‌های ایمنی تأثیر می‌گذارد.

نتایج

فعالیت هپسیدین پاسخ به ایمن سازی را از طریق هیپوفرمی مهار می کند

برای شروع آزمایش اینکه چگونه تغییرات در سطوح آهن سرم بر پاسخ ایمنی تطبیقی ​​تأثیر می‌گذارد، موش‌ها تحت رژیم غذایی کم آهن (2ppm Fe) قرار گرفتند تا منبع آهن کم را مدل‌سازی کنند. سه روز پس از ایمن‌سازی، روزانه به موش‌ها مینی هپسیدین (یک تقلیدی از هپسیدین با مکانیسم مشابه 16) تزریق شد که به طور موقت غلظت آهن سرم را تا ~ 5 mmol/L سرکوب می‌کند (شکل 1A و S1A). موش‌های گروه تحت درمان با آهن کم، آهن سرم پایینی داشتند و بیان mRNA هپسیدین کبد را کاهش داد (شکل 1A، نشان دهنده ذخایر کم آهن است) و یک پاسخ سلول CD8 T اختصاصی آنتی ژن به شدت سرکوب شده به ایمن‌سازی با آدنوویروس نوترکیب که اووالبومین را کد می‌کند (AdHu{{{{101}) نشان دادند. {8}}اووالبومین [OVA]) و پروتئین OVA در ادجوانت (شکل 1B و 1C).

علاوه بر این، سلول های کمکی فولیکولی T، سلول های B مرکز ژرمینال (GC) و سلول های پلاسما به طور چشمگیری کاهش یافتند و تیترهای ضد OVA IgG سرکوب شدند (شکل 1D). ما جنبه‌های کلیدی هموستاز آهن تغییر یافته را که بر پاسخ ایمنی تطبیقی ​​تأثیر می‌گذارد، تشریح کردیم. موش‌هایی که به مدت 4 هفته از رژیم غذایی کم آهن استفاده می‌کردند، آهن کبد و mRNA هپسیدین کبد را به‌طور قابل‌توجهی کاهش دادند، که نشان‌دهنده ذخایر آهن پایین بود، اما آهن سرم بدون تغییر باقی ماند و پاسخ‌های اختصاصی CD8 به همراه سلول‌های T و GC B به ایمن‌سازی بدون تغییر بود (شکل‌ها S1B و S1C). عدم تأثیر 4 هفته رژیم غذایی کم آهن برای تغییر آهن سرم، اما برای کاهش آهن کبد، در غیاب ایمن سازی قابل تکرار بود (شکل S1D)، و رژیم غذایی کم آهن، سرعت رشد موش ها را تغییر نداد (شکل S1E). علاوه بر این، 4 هفته رژیم غذایی کم آهن تنها منجر به کم خونی هیپوکروم میکروسیتیک خفیف شد (شکل S1F).

در موش‌هایی که از یک رژیم غذایی آهن معمولی (188 پی‌پی‌ام آهن) استفاده می‌کردند، یک تزریق مینی هپسیدین 3 ساعت قبل از ایمن‌سازی با OVA در ادجوانت، باعث کاهش آهن سرم به مدت 24 ساعت همزمان با فعل و انفعالات سلول‌های دندریتیک (DC) - سلول T شد. بزرگی پاسخ های بعدی OT-I (CD8 اختصاصی OVA به همراه سلول T) را تغییر دهید (شکل S1G).

با این حال، 2 تزریق مینی هپسیدین در روزهای 3 و 4 پس از ایمن سازی برای سرکوب گسترش سلول های OT-I کافی بود و سلول های کمتر پاسخ دهنده بیان گیرنده ترانسفرین (TFRC) را افزایش دادند که نشان دهنده کمبود نسبی آهن سلولی و mRNA هپسیدین کبد بود. کاهش یافته است که با هیپوفرمی مطابقت دارد (شکل 1E). تزریق سیترات آمونیوم آهن از سرکوب مینی هپسیدین ناشی از گسترش OT-I نجات داد، بیان TFRC را در سلول های T پاسخگو کاهش داد و mRNA هپسیدین کبد را افزایش داد (شکل 1E). نه پپتید هپسیدین و نه مینی هپسیدین به طور مستقیم تکثیر سلول های T یا بیان TFRC را در شرایط آزمایشگاهی تغییر ندادند (شکل های S2A-S2C)، نشان می دهد که اثر in vivo مینی هپسیدین از طریق توزیع مجدد آهن در طول فاز گسترش پاسخ ایمنی واسطه می شود. هپسیدین تا حدی با جداسازی آهن در ماکروفاژهای طحال باعث هیپوفرمی می شود.

با این حال، تزریق آهن-دکستران به موش ها، که باعث تجمع آهن در ماکروفاژهای طحال بدون کاهش آهن سرم می شود، (برخلاف مینی هپسیدین) پاسخ OT-I به ایمن سازی را مهار نکرد (شکل های S2D-S2G). بنابراین، کاهش آهن سرم، ناشی از مینی هپسیدین، برای مختل کردن پاسخ لنفوسیت‌های آنتی ژنی فعال و در حال تکثیر به ایمن‌سازی ضروری و کافی است.

هیپوفرمی تولید سیتوکین سلول T را در پاسخ به ناقلین ویروسی مهار می کند.

با بررسی عمیق‌تر این مفهوم، متوجه شدیم که تزریق‌های کوچک هپسیدین پاسخ اختصاصی سلول CD8 T درون زا به OVA را به AdHu{2}}OVA در طحال و خون محیطی کاهش می‌دهد، پاسخ OT-I طحال به Vaccinia Ankara که OVA را کد می‌کند. (MVA-OVA)، پاسخ OT-I طحال به OVA در ادجوانت، و پاسخ درون زا سلول CD8 T طحال اختصاصی واکسینیا (پپتید B8R) به MVAOVA، همگی در موش هایی که رژیم غذایی استاندارد آهن دارند (شکل 2A و 2B). فراتر از اثرات روی تکثیر، سلول‌های CD8 OT-I از موش‌های تحت درمان با هپسیدین کمتر از سیتوکین‌های مؤثر اینترفرون g (IFNg) و فاکتور نکروز تومور a (TNF-a) ترشح کردند و تعداد کمتری از این سلول‌ها اینترلوکین تولید کردند. }} (IL-2)، در تحریک مجدد ex vivo (شکل 2C). Minihepcidin همچنین پاسخ سلول های CD4 T موثر تولید کننده سیتوکین درون زا به MVA-OVA و پاسخ سلول های کمکی فولیکولی CD4 OT-II T به OVA را در ادجوانت سرکوب کرد. علاوه بر این، سلول‌های عامل CD4 OT-II طحال کمتری IL-2 یا TNF-a را در تحریک مجدد با پپتید ex vivo ترشح کردند، و پاسخ سلول‌های GC B طحال سرکوب شد (شکل‌های 2D و 2E). به طور خلاصه، هیپوفرمی چندین عنصر از پاسخ های ایمنی را در چندین پلت فرم واکسیناسیون و آنتی ژن های مختلف مهار می کند.

جذب آهن یک نیاز ذاتی سلولی برای پاسخ لنفوسیتی است

برای بررسی ماهیت ذاتی سلولی پاسخ‌های وابسته به آهن، ما آزمایش کردیم که چگونه جهش Y20H در TFRC، که جذب آهن سلولی را مختل می‌کند و باعث نقص ایمنی در انسان می‌شود، بر پاسخ‌های لنفوسیتی به ایمن‌سازی تأثیر می‌گذارد. آزمایش‌های رقابتی پیوند مغز استخوان انجام شد که در آن مغز استخوان موش‌های نوع وحشی (WT) و موش‌های TfrcY20H/Y20H مخلوط شدند و به موش‌های دریافت‌کننده WT تحت تابش کشنده منتقل شدند، و لنفوپوزیس و پاسخ به ایمن‌سازی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند (شکل 3A). آلل TfrcY20H/Y20H بر بازسازی سلول های T یا سلول های B در گردش خون تأثیری نداشت (شکل 3B)، اما پس از ایمن سازی با MVA-OVA، سلول های CD8 T اختصاصی آنتی ژن، سلول های کمکی فولیکولی T و سلول های GC B حامل آلل TfrcY20H/Y20H در مقایسه با همتایان WT خود کمتر نشان داده شده است، که نشان می دهد جهش TfrcY20H/Y20H نقایص ذاتی سلول را به پاسخ های لنفوسیتی تکثیر به طور خاص پس از ایمن سازی می دهد (شکل 3C).

اختلال در اکتساب آهن، فیزیولوژی سلول T را مختل می کند

برای درک اساس حساسیت سلول‌های T به محرومیت از آهن، بیان پروتئین‌های کلیدی کنترل‌کننده آهن را در 24 ساعت اول پس از فعال‌سازی سلول‌های CD8 T در محیط‌های کشت سلولی استاندارد از مجموعه داده‌های منتشر شده ارزیابی کردیم. TFRC بسیار تنظیم‌شده و آهنی بود. واردکنندگان یون DMT1 (Slc11a2) و ZIP14 (Slc39a14) و حسگرهای آهن داخل سلولی 18 IRP1 و IRP2 (پروتئین‌های متصل به عنصر 1 و 2 پاسخگو به آهن) نیز افزایش یافتند، در حالی که سطوح فریتین پروتئین ذخیره‌سازی آهن (FTL و FTH) افزایش پیدا نکرد. به طور قابل توجهی تغییر کرده است؛ پروتئین صادراتی آهن فروپورتین (Slc40a1) شناسایی نشد، اما بیان mRNA فروپورتین پس از فعال‌سازی به شدت کاهش یافت (شکل‌های S3A و S3B). این تغییرات نشان دهنده تمایل به حس کردن، جذب و حفظ آهن پس از فعال سازی است.

IRP1 و IRP2 هموستاز آهن سلولی را کنترل می‌کنند. برای آزمایش اهمیت عملکردی این تنظیم‌کننده‌ها در سلول‌های CD8 به علاوه T، از آلل‌های Irp1 و Irp2 لخته‌شده استفاده کردیم که از طریق یک Cre-ERT2 recombinase فعال‌شده با تاموکسیفن جدا می‌شوند (شکل S3C). سلول های CD8 به علاوه T تحریک شده برای حذف Irp1 و Irp2 به اندازه سلول های کنترل TFRC را تنظیم نمی کنند و نسبتا ضعیف تکثیر می شوند. با این حال، تکثیر به طور قابل توجهی با افزودن FeSO4 معدنی، که مستقل از TFRC جذب می‌شود، بهبود یافت (شکل‌های 4A، 4B، و S3D). بنابراین، کنترل Irp1/2 اکتساب آهن سلول T با واسطه TFRC برای تکثیر پس از فعال سازی مورد نیاز است.

شکل 2. کمبود آهن سرم با واسطه مینی هپسیدین، پاسخ سلول CD8 T را به طیف متنوعی از ایمن سازی ها مهار می کند و کیفیت پاسخ های سلول T CD4 را مختل می کند.

(الف) طرح تجربی برای بررسی اثر تزریق مینی هپسیدین بر ایمن سازی. (B) جمعیت سلول های T اختصاصی آنتی ژن با فلوسیتومتری 7 روز پس از ایمن سازی اندازه گیری شد. از چپ به راست: تعداد سلول‌های CD8 T اختصاصی OVA درون‌زای طحال پس از ایمن‌سازی AdHu{4}}OVA، فراوانی سلول‌های CD8 T اختصاصی OVA درون زا به عنوان درصدی از کل CD8 در خون محیطی پس از AdHu{8}}OVA ایمن سازی، تعداد سلول های CD8 T اختصاصی طحال OT-I OVA پس از ایمن سازی MVA-OVA، تعداد سلول های CD8 T اختصاصی OT-I OVA طحال پس از ایمن سازی OVA و کمکی، و فراوانی واکسن درون زا (اپی توپ B8R) CD8 اختصاصی سلول های T به عنوان درصدی از کل CD8 ها، با تولید IFNg پس از تحریک مجدد پپتید در شرایط in vivo، القا شده توسط ایمن سازی MVA-OVA حل و فصل می شوند. یعنی G SD ها. آزمون t آزمون t-tailed Student's 2-، بدون جفت.

(C) از چپ به راست: MFI نسبی IFNg و TNF-a برای سلول‌های عامل OT-I که سیتوکین مربوطه را تولید می‌کنند، MFI به میانگین گروه وسیله‌ای نرمال شده است. درصد سلول های موثر OT-I که IL ترشح می کنند. سلول‌های تولیدکننده سیتوکین با رنگ‌آمیزی سیتوکین داخل سلولی پس از تحریک مجدد سلول‌های طحال از بدن موش‌ها با پپتید SIINFEKL 7 روز پس از ایمن‌سازی MVA-OVA حل شدند. یعنی G SD ها. آزمون t 2-تست دم دانشجویی، بدون جفت. (د) فراوانی IFNg، TNF-a، یا IL{12}} اختصاصی واکسن درون زا تولید کننده CD40L به علاوه سلول های T موثر CD4 Th1 به عنوان درصدی از کل CD4s، که با رنگ آمیزی سیتوکین داخل سلولی پس از تحریک مجدد در خارج از بدن طحال با MVA حل می شود. -سلول های دندریتیک با پالس OVA. یعنی G SD ها. آزمون t آزمون t-tailed Student's 2-، بدون جفت.

(E) تعداد سلول های کمکی فولیکولی OT-II T طحال القا شده توسط OVA و ایمن سازی کمکی. فراوانی سلول‌های عامل TNF-a پلاس و IL{2}} به‌علاوه OT-II ناشی از OVA و ایمن‌سازی کمکی به عنوان درصدی از کل سلول‌های CD4 T OT-II پس از تحریک مجدد خارج از بدن با پپتید. فراوانی سلول های GC B طحال به عنوان درصد سلول های B پس از OVA و ایمن سازی کمکی. تمام 7 روز پس از ایمن سازی یعنی G SD ها. آزمون t آزمون t-tailed Student's 2-, unpaired.

برای بررسی بیشتر اثر دسترسی کم آهن بر جنبه‌های فیزیولوژی سلول T، سلول‌های WT CD8 T را در شرایط آزمایشگاهی در طیف وسیعی از غلظت‌های ترانسفرین-آهن فعال کردیم. آهن پایین، تنظیم اولیه CD69 را تغییر نداد، اما منجر به سلول های کمتر با محتوای DNA بالاتر از 2N در عرض 24 ساعت و کاهش تکثیر طی 3 روز شد (شکل S3E). کمبود آهن باعث کاهش محتوای کل ATP سلولی 24 ساعت پس از فعال‌سازی شد و تولید ATP را به دلیل تولید کمتر ATP میتوکندریایی کاهش داد، در حالی که تولید ATP گلیکولیتیک بدون تغییر بود و پس از 72 ساعت، سلول‌های T کمبود آهن دارای میتوکندری نسبتاً دپلاریزه شده بودند (شکل 4C). قابل ذکر است، سنتز DNA و سنتز ATP میتوکندریایی فرآیندهای وابسته به آهن هستند، در حالی که در مقابل هیچ یک از 10 آنزیمی که واسطه گلیکولیز هستند به آهن نیاز ندارند.

هدف پستانداران کمپلکس راپامایسین 1 (mTORC1) سیگنال های محیطی متنوعی را حس می کند و تنظیم کننده مهم تمایز سلول های T است. در حالی که تنظیم وابسته به آهن mTORC1 می تواند پاسخ اریتروئیدی به کمبود آهن را تنظیم کند، وجود این محور سیگنالینگ در سایر انواع سلول های اولیه ناشناخته است. ما دریافتیم که آهن کم همچنین باعث کاهش فعالیت CD8 به علاوه سلول T mTORC1 (که توسط پروتئین ریبوزومی S6 فسفریله شده درون سلولی اندازه گیری می شود) و بیان ناقل اسید آمینه CD98 و کاهش اندازه سلول (شکل S3F). علاوه بر این، سطوح گرانزیم B و گیرنده IL{12}} (CD25) کاهش یافت، که نشان‌دهنده اختلال در فنوتیپ تأثیرگذار است (شکل S3G). در آزمایش‌های تکمیلی، ما در دسترس بودن آهن را به سلول‌های CD8 T فعال شده از موش‌های TfrcY20H/Y20H با فراهم کردن آهن در اشکالی که پروتئین معیوب Y20H TFRC را دور می‌زند، افزایش دادیم (شکل S4A). تنظیم سریع CD69 تحت تاثیر قرار نگرفت، اما FeSO4 محتوای ATP سلول T TfrcY20H/Y20H CD8، سلامت میتوکندری، افزایش اندازه سلول و درصد سلول‌های فسفر-S6 پلاس و تکثیر را بهبود بخشید (شکل‌های S4B-S4D). به طور خلاصه، پس از فعال‌سازی، سلول‌های CD8 T توانایی خود را برای به دست آوردن آهن تغییر می‌دهند و آهن برای عملکردهای میتوکندری و فاکتور سلول T، فعالیت متابولیک بهینه و پیشرفت چرخه سلولی مورد نیاز است.

هیپوفرمی گذرا پیامدهای طولانی مدتی بر حافظه سلول T دارد

نیازهای آزمایشگاهی سلول‌های T برای آهن و اثرات قوی هیپوفرمی بر پاسخ‌های ایمنی اولیه ما را بر آن داشت تا آزمایش کنیم که آیا در دسترس بودن کم آهن اثرات طولانی‌مدتی بر شکل‌گیری حافظه ایمنی دارد یا خیر. ما سلول‌های OT-I را به موش‌های دریافت‌کننده انتقال دادیم، پروتئین OVA را به صورت ادجوانت تزریق کردیم، سپس موش‌ها را با مینی هپسیدین روزانه به مدت 4 روز تحت درمان قرار دادیم. 28 روز بعد، در آن نقطه‌ای که آهن سرم نرمال شد، سلول‌های حافظه OT-I طحال به طور جزئی کاهش یافت و تعداد سلول‌های حافظه با فنوتیپ مرکزی حافظه مانند (CD62L پلاس؛ یا CD27 پلاس، CD43) کاهش قابل توجهی داشت. ؛ یا CX3CR1) 21،22 از موش هایی که در طول پرایمینگ مینی هپسیدین دریافت کرده بودند (شکل S5A).

به دنبال تحریک مجدد آزمایشگاهی، سلول‌های حافظه طحال کمتری که قادر به سنتز IL-2، IFNg، و TNF-a (به‌صورت جداگانه یا ترکیبی) بودند، در موش‌هایی که آهن سرم پایینی را در طول پاسخ ایمنی اولیه تجربه کرده بودند، شناسایی شد. سلول های پاسخ دهنده نیز کمتر از هر سیتوکین تولید کردند (شکل های S5B-S5E). در نهایت، برای آزمایش پاسخ‌های یادآوری در یک آزمایش جداگانه، موش‌هایی که در روزهای 3 تا 6 پس از ایمن‌سازی OVA به صورت کمکی با یا بدون هپسیدین کوچک تزریق شده بودند، مجدداً با OVA زیر جلدی در روز 35 پس از ایمن‌سازی و پاسخ ثانویه به چالش کشیده شدند. در روز 40 تجزیه و تحلیل شد. هیپوفرمی در طول پرایمینگ پاسخ یادآوری سلول CD8 T اختصاصی OVA و درصد سلول های CD8 به علاوه T تولید کننده IFNg را کاهش داد (شکل 5A). از این رو، هیپوفرمی گذرا در طول پاسخ های اولیه، کیفیت و کمیت حافظه سلول T بعدی و ظرفیت یادآوری را در موش مختل می کند.

اختلال در پاسخ های آنتی بادی در خوکچه های فقر آهن و انسان

برای درک اینکه آیا اصول مشابه پاسخ‌های ایمنی محدودکننده آهن در گونه‌هایی با نیازهای متابولیکی متفاوت اعمال می‌شود، ما از فیزیولوژی طبیعی خوکچه استفاده کردیم، که در آن ذخایر کم آهن در بدو تولد به دلیل اندازه بزرگ بستر، رشد سریع پس از زایمان و آهن وجود دارد. در خوکچه‌هایی که فقط با جایگزین شیر خروس بدون آهن اضافه شده بودند، آهن سرم نسبتاً کم بود و سطح هموگلوبین به طور پیوسته در 4 هفته پس از تولد کاهش یافت. تعداد گلبول های قرمز خون نیز کاهش یافت در حالی که پلاکت ها افزایش یافتند که نشان دهنده کم خونی فقر آهن (IDA) است (شکل های 6A، S6A و S6B). در سن 2 هفتگی، خوک‌ها واکسینه شدند.

Mycoplasma hyopneumoniae (یک ایمن سازی استاندارد در برابر یک پاتوژن مهم خوکچه 24)، که در آن زمان تفاوت معنی داری در تیتر آنتی بادی وجود نداشت (شکل S6C). دو هفته بعد، پاسخ آنتی بادی اختصاصی واکسن در خوکچه هایی که آهن دریافت کرده بودند نسبتاً افزایش یافت (شکل 6B و S6C). بنابراین، در برابر پس زمینه IDA، مکمل آهن نه تنها هموگلوبین را حفظ می کند، بلکه می تواند پاسخ به واکسیناسیون را نیز بهبود بخشد.

یک شکل نادر از IDA مقاوم به آهن (IRIDA) در انسان به دلیل افزایش هپسیدین در بیماران مبتلا به جهش در TMPRSS6 ایجاد می شود، پروتئازی که به طور معمول هپسیدین را سرکوب می کند. کیفیت ایمنی تطبیقی ​​در بیماران IRIDA قبلاً بررسی نشده بود. ما آنتی‌بادی‌های اختصاصی برای پاتوژن‌های مختلف را که توسط واکسن‌ها مورد هدف قرار می‌گیرند، در گروهی متشکل از 12 بیمار IRIDA بررسی کردیم که سطح هپسیدین، هیپوفرمی (~5 میلی‌مول در لیتر آهن سرم) و پارامترهای خونی نشان‌دهنده IDA (شکل S6D) در مقایسه با گروه شاهد افزایش یافته بود. سن مشابه جمع آوری شده در همان کلینیک (شکل 6C). هیچ یک از بیماران IRIDA (و گروه شاهد) پروتئین C-reactive را افزایش نداده بودند (همه بیماران IRIDA<0.5 mg/L), indicating a lack of systemic inflammation (Figure S6D). Compared to the control group, the IRIDA group had lower serum immunoglobulin G (IgG) concentrations against rubella, Hib, and anti-Streptococcus pneumoniae serotype 1 (PS1), a leading cause of invasive pneumococcal disease globally26 (Figure 6D). 

برای anti-PS1، هیچ یک از بیماران IRIDA به غلظت آنتی بادی بالاتر از آستانه حفاظتی سازمان بهداشت جهانی (WHO) .35 میلی گرم در میلی لیتر 0. غلظت های محافظ به سروتیپ های S. pneumoniae (شکل S6E). با کنترل سن و جنسیت، اثرات ژنوتیپ را بر روی antiPS1 (p=0.005)، anti-PS18C (p=0.048) و anti-Hib (p=0.066) یافتیم. ) IgG سرم (همه در گروه IRIDA کمتر است). این داده ها نشان می دهد که وضعیت هپسیدین بالا به طور مداوم با سطوح آنتی بادی پایین تر علیه برخی از پاتوژن های مهم در انسان مرتبط است.

هیپوفرمی عفونت ویروس آنفولانزا و التهاب ریه را تشدید می کند

پاسخ های ایمنی ذاتی به عفونت، هپسیدین را افزایش می دهد و به هیپوفرمی عفونت کمک می کند.8 ما بررسی کردیم که چگونه درمان مینی هپسیدین، برای تحمیل هیپوفرمی طولانی مدت، بر پاسخ ایمنی به عفونت ویروسی تنفسی (ویروس آنفولانزای A) در موش ها تأثیر می گذارد (شکل 7A). ما سلول های CD8 T اختصاصی ویروس کمتری را در طحال و ریه مشاهده کردیم. سلول های CD8 T طحال بیان کننده گرانزیم B کمتر. و سلول های کمکی فولیکولی T کمتر، سلول های CD44 و CD4 با تجربه آنتی ژن، و سلول های GC B در غدد لنفاوی مدیاستن در روز 8 پس از عفونت (شکل 7B و 7C). با این حال، بیان mRNA ریه سیتوکین های پیش التهابی IL{15}} و TNF-a بالاتر بود (شکل S7A). پاسخ های ایمنی سلولی در طحال نیز در روز دهم پس از عفونت کاهش یافت (شکل S7B)، آنتی بادی های خنثی کننده آنفولانزا در گردش غیرقابل تشخیص بودند (شکل 7D)، و بار ویروسی ریه (اندازه گیری شده به عنوان RNA نوکلئوپروتئین آنفولانزا) به طور قابل توجهی بالاتر بود (شکل 7E). .

از نظر بافت‌شناسی، التهاب کانونی راه هوایی در همه موش‌های آلوده وجود داشت، اما علی‌رغم پاسخ‌های لنفوسیتی سرکوب‌شده، التهاب اطراف عروقی/پیری برونشیولار در ریه‌های موش‌های آلوده تحت درمان با هپسیدین شدیدتر بود، با گسترش مشخص به پارانشیم آلوئولی (شکل‌های 7G و 7F و 7G ). افزایش نفوذ سلول های التهابی در موش های تحت درمان با مینی هپسیدین، هم سلول های تک هسته ای و هم نوتروفیل ها را شامل می شود، با مناطق بزرگ تری از ریه که ساختار آلوئولی مختل شده را نشان می دهد (شکل 7F، 7G S7C، و S7D). با این حال، هیچ تغییری در محتوای آهن غیر هم ریوی مشاهده نشد (شکل S7E). علاوه بر این افزایش آسیب بافتی، موش های تحت درمان با مینی هپسیدین نتوانستند پس از کاهش وزن ناشی از عفونت بهبود یابند (شکل S7F). بنابراین، موش‌های مبتلا به هیپوفرمی پایدار پاسخ ایمنی تطبیقی ​​سرکوب‌شده‌ای داشتند، کمتر قادر به پاکسازی ویروس بودند و بیماری ریوی شدیدتر و عوارض پایدار را تجربه کردند.

For more information:1950477648nn@gmail.com