نقص فيروسية الدم بوساطة هيبسيدين يعطل الاستجابات المناعية للتطعيم والعدوى الجزء 1

ملخص

خلفية:

إن كيفية تأثير العناصر الغذائية المحددة على المناعة التكيفية تحظى باهتمام واسع. نقص الحديد هو أكثر أنواع نقص المغذيات الدقيقة شيوعًا في جميع أنحاء العالم وينتج عنه عبء كبير من الأمراض العالمية ؛ ومع ذلك ، فإن آثاره على المناعة لا تزال غير واضحة.

المناعة ، كما يطلق عليها في الطب ، هي قدرة جهاز المناعة البشري على حماية نفسه. تتمثل إحدى المهام الرئيسية في قدرة الجسم على مقاومة العدوى مثل البكتيريا أو الفيروسات. باختصار ، فإن العملية الكاملة للتعرف على الجسم وإزالة الأجسام الغريبة المستضدية تسمى المناعة. نحتاج أيضًا إلى تحسين المناعة في حياتنا اليومية ، مثل اتباع نظام غذائي صحي أو ممارسة الرياضة. لقد وجد في البحث أن Cistanche يمكنه أيضًا تحسين المناعة. يعتبر Cistanche له تأثير في تعزيز المناعة.

يشتمل المبدأ بشكل أساسي على الجوانب الثلاثة التالية: 1. Cistanche غني بالعناصر الغذائية المختلفة ، مثل السكريات والأحماض الأمينية والعناصر النزرة ، وما إلى ذلك ، والتي يمكن أن تحسن مناعة الجسم.

2. يحتوي Cistanche على بعض المكونات المضادة للالتهابات ، مثل cistanche ، cistanche alkaloids ، وما إلى ذلك ، والتي يمكن أن تخفف الالتهاب ، وتقلل العبء على جهاز المناعة ، وتحسن المناعة.

3. يحتوي الكستانش أيضًا على بعض المواد المضادة للأكسدة ، مثل الفلافونويد ، وفيتامين ج ، وما إلى ذلك ، والتي يمكن أن تساعد في إزالة الجذور الحرة في الجسم وتقليل الضرر التأكسدي للخلايا ، وبالتالي تحسين المناعة بشكل غير مباشر.

انقر لمعرفة cistanche الأطعمة الكاملة

طُرق:

استخدمنا محاكاة الهيبسيدين والعديد من النماذج الجينية لفحص تأثير انخفاض توافر الحديد على الخلايا التائية في المختبر والاستجابات المناعية للقاحات والعدوى الفيروسية في الفئران. قمنا بفحص المناعة الخلطية في المرضى البشريين الذين يعانون من ارتفاع الهيبسيدين وانخفاض الحديد في الدم الناجم عن الطفرة TMPRSS6. اختبرنا تأثير مكملات الحديد على المناعة الخلطية التي يسببها التطعيم في الخنازير ، وهو نموذج طبيعي لنقص الحديد.

الموجودات:

نظهر أن انخفاض الحديد في الدم (نقص في الدم) ، الناجم عن زيادة الهيبسيدين ، يضعف بشدة استجابات المستجيب والذاكرة للتطعيمات. يتطلب التمثيل الغذائي المكثف للخلايا الليمفاوية المنشطة دعم اكتساب الحديد المعزز ، والذي يتم تسهيله بواسطة IRP1 / 2 و TFRC. وفقًا لذلك ، أدى توفير المزيد من الحديد إلى تحسين الاستجابة للتطعيم في الفئران والخنازير تحت الجلد ، بينما على العكس من ذلك ، فإن البشر تحت الجلد الذين يعانون من زيادة مزمنة في مادة الهيبسيدين قد قللوا من تركيزات الأجسام المضادة الخاصة ببعض مسببات الأمراض. أدى فرض نقص في الدم إلى إضعاف الخلية التائية والخلية البائية ، وتحييد استجابات الأجسام المضادة لعدوى فيروس الأنفلونزا في الفئران ، مما سمح للفيروس بالاستمرار وتفاقم التهاب الرئة والمراضة.

الاستنتاجات:

يمكن لنقص فرط الدم ، وهو استجابة فطرية فسيولوجية يتم الحفاظ عليها جيدًا للعدوى ، أن يعيق تطور المناعة التكيفية. هذه المقايضة الغذائية مهمة لفهم وتحسين الاستجابات المناعية للعدوى واللقاحات في السياقات الشائعة عالميًا لنقص الحديد والاضطرابات الالتهابية.

التمويل:

مجلس البحوث الطبية ، المملكة المتحدة

مقدمة

المناعة التكيفية ضرورية للوقاية من الأمراض المعدية وللحفاظ على الصحة. بعد التنشيط ، تتكاثر الخلايا الليمفاوية الخاصة بالمستضد بسرعة ، وتفرق وتكتسب وظائف المستجيب ، مما يستلزم عملية التمثيل الغذائي المتسارع والتوليف الجزيئي. طفرة نادرة في مستقبلات الترانسفيرين التي تعطل قدرة الخلايا على اكتساب الحديد تسبب نقص المناعة.

ينتج الانتشار العالمي المرتفع لنقص الحديد وفقر الدم عن مزيج من نقص الحديد الغذائي ، وفقدان الدم ، والهيبسيدين الناجم عن الالتهاب. ferroportin ، الذي يطلق الحديد في المصل. 5،6 يتم تنظيم تعبير Hepcidin بواسطة الحديد ، كجزء من آليات الاستتباب ، 5،7 والالتهاب ، كجزء من الاستجابات المناعية الفطرية التي تحاول حرمان الحديد من مسببات الأمراض الغازية. يقلل بشكل سريع من تركيزات الحديد في الدم ، ويمكن أن يؤدي استمرار ارتفاع الهيبسيدين ونقص فيرويميا إلى فقر الدم.

كانت هناك العديد من الدراسات التي تربط بين نقص الحديد وضعف المناعة ، ولكن النتائج كانت غير متسقة ، وتباينت الطرق المستخدمة لتحديد نقص الحديد وتحليل الاستجابات المناعية بشكل كبير ، مما أدى إلى عدم اليقين. نشاط الخلايا التائية المناعية الذاتية ، 14 ونقص الحديد الغذائي الحاد قد يضعف استجابات تكاثر الخلايا البائية. في هذه الدراسة ، أظهرنا كيف أن الاختلاف الفسيولوجي في تركيزات الحديد في الدم ، التي يتحكم فيها الهيبسيدين أو مكملات الحديد ، يؤثر بشكل عميق على بيولوجيا الخلايا الليمفاوية والاستجابات المناعية.

نتائج

يمنع نشاط Hepcidin الاستجابات للتحصين عن طريق Hypoferremia

لبدء اختبار كيفية تأثير التغيرات في مستويات الحديد في الدم على الاستجابة المناعية التكيفية ، تم وضع الفئران على نظام غذائي منخفض الحديد (2 جزء في المليون من الحديد) لنمذجة إمداد منخفض من الحديد. بعد ثلاثة أيام من التحصين ، تم حقن الفئران يوميًا بهبسيدين صغير (مقلد للهيبسيدين بنفس آلية العمل) ، والذي يثبط بشكل عابر تركيزات الحديد في الدم إلى حوالي 5 مليمول / لتر (الشكلان 1 أ و S1A). كانت الفئران في مجموعة المعالجة منخفضة الحديد تحتوي على نسبة منخفضة من الحديد في المصل وتناقص التعبير الذاتي لهبسيدين مرنا في الكبد (الشكل 1 أ ، مما يشير إلى انخفاض مخزون الحديد) ، وأظهرت استجابة خلايا CD8 T الخاصة بمستضد معين مكبوتة بشكل عميق للتحصين مع الفيروس الغدي المؤتلف المشفر للألبومين (AdHu { {8}} الزلال البيضاوي [OVA]) وبروتين OVA في المادة المساعدة (الشكلان 1 ب و 1 ج).

بالإضافة إلى ذلك ، تم تخفيض خلية المساعد الجريبي T ، وخلية المركز الجرثومي (GC) B ، واستجابات خلايا البلازما بشكل لافت للنظر ، وتم قمع التتر المضاد لـ OVA IgG (الشكل 1 د). قمنا بتشريح الجوانب الرئيسية لتغير توازن الحديد الذي أثر على الاستجابة المناعية التكيفية. أظهرت الفئران التي تتبع نظامًا غذائيًا منخفض الحديد لمدة 4 أسابيع انخفاضًا كبيرًا في الحديد في الكبد وهيبسيدين مرنا الكبد ، مما يشير إلى انخفاض مخزون الحديد ، لكن الحديد في المصل ظل دون تغيير ، ولم تتغير استجابة خلايا CD8 بالإضافة إلى الخلايا التائية وخلايا GC B الخاصة بالمستضد للتحصين (الأشكال التوضيحية) S1B و S1C). كان عدم وجود تأثير لمدة 4 أسابيع من اتباع نظام غذائي منخفض الحديد لتغيير مستوى الحديد في الدم ، ولكن لاستنفاد الحديد في الكبد ، قابلاً للتكاثر في غياب التحصين (الشكل S1D) ، كما أن اتباع نظام غذائي منخفض الحديد لم يغير معدل نمو الفئران (الشكل S1D) S1E). علاوة على ذلك ، أدى اتباع نظام غذائي منخفض الحديد لمدة 4 أسابيع فقط إلى فقر الدم الناقص الصغر الخفيف (الشكل S1F).

في الفئران التي تتبع نظامًا غذائيًا طبيعيًا بالحديد (188 جزء في المليون من الحديد) ، تسبب حقنة واحدة من الهيبسيدين المصغر لمدة 3 ساعات قبل التحصين بـ OVA في المادة المساعدة ، في انخفاض الحديد في المصل لمدة 24 ساعة تقريبًا بالتزامن مع تفاعلات الخلايا المتشعبة (DC) -T ، تغيير حجم استجابات OT-I اللاحقة (CD8 بالإضافة إلى الخلية T الخاصة بـ OVA) (الشكل S1G).

ومع ذلك ، فإن حقنتين من الهيبسيدين المصغر في اليومين الثالث والرابع بعد التحصين كانت كافية لقمع توسع خلايا OT-I ، وزادت الخلايا المستجيبة من تعبير مستقبل الترانسفيرين (TFRC) ، مما يشير إلى نقص نسبي في الحديد الخلوي وكان الكبد مرنا هيبسيدين. انخفض ، وهو ما يتفق مع نقص فرط الدم (الشكل 1E). أنقذ حقن سيترات الأمونيوم الحديدي القمع المصغر الناجم عن الهيبسيدين لتوسع OT-I ، وقلل من تعبير TFRC على استجابة الخلايا التائية ، وزاد هبسيدين الكبد مرنا (الشكل 1E). لم يغير ببتيد الهيبسيدين ولا الهيبسيدين المصغر تكاثر الخلايا التائية أو تعبير TFRC في المختبر (الأشكال S2A-S2C) ، مما يشير إلى أن التأثير في الجسم الحي للهيبسيدين المصغر يتم توسطه عن طريق إعادة توزيع الحديد أثناء مرحلة التوسع للاستجابة المناعية. يسبب Hepcidin نقص في الدم جزئيًا عن طريق عزل الحديد في الضامة الطحالية.

ومع ذلك ، فإن حقن الفئران بالحديد ديكستران ، الذي يحفز تراكم الحديد في الضامة الطحالية دون تقليل الحديد في الدم ، لم يثبط (على عكس الهيبسيدين الصغير) استجابة OT-I للتمنيع (الأشكال S2D-S2G). لذلك ، فإن نقص الحديد في الدم ، الناجم عن الهيبسيدين المصغر ، ضروري وكافٍ لإضعاف استجابة الخلايا الليمفاوية الخاصة بالمستضد المنشط والمتكاثر للتحصين.

يمنع نقص فيروسية الدم إنتاج السيتوكين في الخلايا التائية استجابةً للنواقل الفيروسية

من خلال استكشاف هذا المفهوم بمزيد من العمق ، وجدنا أن حقن الهيبسيدين المصغر قد قللت من استجابة خلايا CD8 التائية الداخلية الخاصة بـ OVA لـ AdHu 5- OVA في الطحال والدم المحيطي ، واستجابة الطحال OT-I إلى اللقاح المعدل في أنقرة بترميز OVA (MVA-OVA) ، استجابة الطحال OT-I لـ OVA في المادة المساعدة ، واستجابة لقاح الطحال الخاص بخلايا CD8 T الذاتية (ببتيد B8R) لـ MVAOVA ، كل ذلك في الفئران التي تتبع نظامًا غذائيًا قياسيًا من الحديد (الشكلان 2 أ و 2 ب). بالإضافة إلى التأثيرات على التكاثر ، تفرز خلايا OT-I CD8 من الفئران المصغرة المعالجة بالهيبسيدين كمية أقل من السيتوكينات المستجيبة interferon g (IFNg) وعامل نخر الورم A (TNF-a) ، وأنتج عدد أقل من هذه الخلايا الإنترلوكين {{16) }} (IL -2) ، على إعادة تنشيط الجسم الحي السابق (الشكل 2C). قام Minihepcidin أيضًا بقمع استجابة خلايا CD4 T المستجيبة لانتاج السيتوكينات الداخلية لـ MVA-OVA واستجابة الخلايا المسامية CD4 OT-II T لـ OVA في المادة المساعدة ؛ علاوة على ذلك ، تفرز عدد أقل من خلايا المستجيب OT-II CD4 الطحالية IL -2 أو TNF-a عند إعادة التحفيز باستخدام الببتيد خارج الجسم الحي ، وتم قمع استجابات خلية GC B الطحالية (الشكلان 2D و 2E). باختصار ، يثبط نقص فرط الدم في الدم عدة عناصر من الاستجابات المناعية عبر منصات التطعيم المتعددة ومستضدات مختلفة.

اكتساب الحديد هو مطلب خلوي داخلي لاستجابات الخلايا الليمفاوية

للتحقيق في الطبيعة الجوهرية للخلية للاستجابات المعتمدة على الحديد ، اختبرنا كيف أن طفرة Y20H في TFRC ، التي تضعف امتصاص الحديد الخلوي وتسبب نقص المناعة لدى البشر ، 3 تؤثر على استجابات الخلايا الليمفاوية للتحصين. تم إجراء تجارب زرع نخاع عظم تنافسية حيث تم خلط نخاع العظم من الفئران من النوع البري (WT) وفئران TfrcY20H / Y20H ونقلها إلى فئران متلقية مشعة بشكل مميت ، وتم تحليل كل من اللمفاويات والاستجابة للتحصين (الشكل 3 أ). لم يؤثر أليل TfrcY20H / Y20H على إعادة تكوين الخلايا التائية أو الخلايا البائية في الدورة الدموية (الشكل 3 ب) ، ولكن بعد التحصين باستخدام MVA-OVA ، واستجابة خلايا CD8 T الخاصة بالمستضد ، والخلايا المساعدة المسامية T ، وخلايا GC B التي تحمل تم تمثيل أليل TfrcY20H / Y20H بشكل ناقص مقارنة بنظرائهم من WT ، مما يشير إلى أن طفرة TfrcY20H / Y20H تمنح عيوبًا جوهرية في الخلية لاستجابات الخلايا الليمفاوية التكاثرية على وجه التحديد بعد التحصين (الشكل 3C).

ضعف اكتساب الحديد يضعف فسيولوجيا الخلايا التائية

لفهم أساس حساسية الخلايا التائية للحرمان من الحديد ، قمنا بتقييم التعبير عن بروتينات معالجة الحديد الرئيسية في أول 24 ساعة بعد تنشيط خلايا CD8 T في وسائط زراعة الخلايا القياسية من مجموعات البيانات المنشورة. تمت زيادة مستوردي الأيونات DMT1 (Slc11a2) و ZIP14 (Slc39a14) ومستشعرات الحديد داخل الخلايا 18 IRP1 و IRP2 (بروتينات ربط العناصر المستجيبة للحديد 1 و 2) ، بينما لم تكن مستويات بروتين تخزين الحديد فيريتين (FTL و FTH) تغيرت بشكل كبير لم يتم اكتشاف بروتين تصدير الحديد ferroportin (Slc40a1) ، ولكن تعبير ferroportin mRNA انخفض بشدة بعد التنشيط (الشكلان S3A و S3B). تشير هذه التغييرات إلى وجود دافع للإحساس بالحديد واكتسابه والاحتفاظ به بعد التنشيط.

يتحكم IRP1 و IRP2 في توازن الحديد الخلوي .18 لاختبار الأهمية الوظيفية لهذه المنظمات في CD8 بالإضافة إلى الخلايا التائية ، استخدمنا أليلات Irp1 و Irp2 المفلطحة التي يتم استئصالها عبر إنزيم Cre-ERT2 المنشط بالتاموكسيفين (الشكل S3C). لم تقم الخلايا التائية المحفزة CD8 + المستحثة لحذف Irp1 و Irp2 بتنظيم TFRC بنفس القدر مثل خلايا التحكم وانتشرت بشكل سيئ نسبيًا ؛ ومع ذلك ، تم تحسين الانتشار بشكل كبير عن طريق إضافة FeSO4 غير العضوي ، والذي يتم تناوله بشكل مستقل عن TFRC (الأشكال 4A و 4 B و S3D). وبالتالي ، فإن التحكم في Irp1 / 2 في اكتساب حديد الخلية التائية بوساطة TFRC مطلوب للتكاثر بعد التنشيط.

الشكل 2. نقص الحديد في مصل Minihepcidin بوساطة يمنع استجابة خلايا CD8 T لمجموعة متنوعة من التحصينات ويضعف جودة استجابات خلايا CD4 T.

(أ) مخطط تجريبي لفحص تأثير حقن الهيبسيدين المصغر على التحصين. (ب) مجموعات الخلايا التائية الخاصة بمستضد محددة كمياً بواسطة قياس التدفق الخلوي بعد 7 أيام من التحصين. من اليسار إلى اليمين: عدد خلايا CD8 T الذاتية الطحالية الخاصة بـ OVA بعد AdHu 5- تحصين OVA ، وتكرار خلايا CD8 T الذاتية الخاصة بـ OVA كنسبة مئوية من إجمالي CD8s في الدم المحيطي بعد AdHu 5- OVA التحصين ، وعدد خلايا CD8 T الطحالية الخاصة بـ OT-I OVA بعد تحصين MVA-OVA ، وعدد خلايا CD8 التائية الخاصة بـ OT-I OVA بعد OVA والتحصين المساعد ، وتكرار اللقاح الداخلي (حاتمة B8R) - CD8 محدد الخلايا التائية كنسبة مئوية من إجمالي CD8s ، تم حلها عن طريق إنتاج IFNg بعد إعادة تنشيط الببتيد خارج الجسم الحي ، الناجم عن تحصين MVA-OVA. يعني G SDs. اختبار t. الطالب 2- t Tailed tailed، unpaired.

(C) من اليسار إلى اليمين: MFI النسبي لـ IFNg و TNF-a لخلايا المستجيب OT-I التي تنتج السيتوكين المعني ، MFI تطبيع إلى متوسط ​​مجموعة المركبات ؛ النسبة المئوية للخلايا المستجيبة OT-I التي تفرز IL -2. تم حل الخلايا المنتجة للسيتوكين عن طريق تلطيخ السيتوكين داخل الخلايا بعد إعادة تنشيط الخلايا الطحالية السابقة من الفئران باستخدام ببتيد SIINFEKL بعد 7 أيام من تحصين MVA-OVA. يعني G SDs. اختبار t. الطالب 2- t Tailed test ، unpaired. (D) تواتر IFNg أو TNF-a أو IL {12}} الخاصة باللقاحات الداخلية التي تنتج CD40L بالإضافة إلى CD4 Th1 الخلايا التائية كنسبة مئوية من إجمالي CD4s ، يتم حلها عن طريق تلطيخ خلوي داخل الخلايا بعد إعادة تنشيط الخلايا الطحالية خارج الجسم باستخدام MVA - الخلايا المتغصنة النبضية النبضية. يعني G SDs. اختبار t. الطالب 2- t Tailed tailed، unpaired.

(هـ) عدد الخلايا المساعدة الجريبية الطحالية OT-II T التي يسببها التحصين OVA والمساعد. تواتر الطحال TNF-a plus و IL -2 بالإضافة إلى خلايا المستجيب OT-II المستحثة بواسطة OVA والتحصين المساعد كنسبة مئوية من إجمالي خلايا OT-II CD4 T بعد إعادة التنبيه خارج الجسم الحي باستخدام الببتيد. تواتر خلايا GC B الطحالية كنسبة مئوية من الخلايا البائية بعد OVA والتحصين المساعد. كل 7 أيام بعد التطعيم. يعني G SDs. اختبار t. الطالب 2- t-test tailed، unpaired.

لمزيد من استكشاف تأثير توفر الحديد المنخفض على جوانب فسيولوجيا الخلايا التائية ، قمنا بتنشيط خلايا WT CD8 T في المختبر عبر مجموعة من تركيزات الترانسفيرين والحديد. لم يغير الحديد المنخفض من التنظيم المبكر لـ CD69 ولكنه أدى إلى عدد أقل من الخلايا ذات محتوى DNA أعلى من 2N خلال 24 ساعة ونقص التكاثر على مدار 3 أيام (الشكل S3E). أدى نقص الحديد إلى خفض إجمالي محتوى ATP الخلوي لمدة 24 ساعة بعد التنشيط وانخفاض إنتاج ATP بسبب انخفاض توليد ATP في الميتوكوندريا ، في حين أن إنتاج ATP الحال للجلوكوز لم يتغير ، وبعد 72 ساعة ، كانت الخلايا التائية التي تعاني من نقص الحديد قد استقطبت نسبيًا الميتوكوندريا (الشكل 4C). وتجدر الإشارة إلى أن تخليق الحمض النووي وتخليق الـ ATP في الميتوكوندريا هما عمليتان تعتمدان على الحديد ، بينما على النقيض من ذلك ، لا يبدو أن أيًا من الإنزيمات العشرة التي تتوسط تحلل السكر تتطلب الحديد.

يستشعر هدف الثدييات لمركب الرابامايسين 1 (mTORC1) إشارات بيئية متنوعة وهو منظم مهم لتمايز الخلايا التائية. في حين أن التنظيم المعتمد على الحديد لـ mTORC1 يمكن أن ينظم استجابة الكريات الحمر لنقص الحديد ، 20 فإن وجود محور الإشارة هذا في أنواع الخلايا الأولية الأخرى غير معروف. وجدنا أن انخفاض الحديد يقلل أيضًا من نشاط CD8 بالإضافة إلى الخلايا التائية mTORC1 (كما تم قياسه بواسطة بروتين الريبوسوم S6 الفسفوري داخل الخلايا) والتعبير عن ناقل الأحماض الأمينية CD98 ، وانخفاض حجم الخلية (الشكل S3F). علاوة على ذلك ، تم تخفيض مستويات مستقبلات جرانزيم B و IL -2 (CD25) ، مما يشير إلى ضعف النمط الظاهري للمستجيب (الشكل S3G). في التجارب التكميلية ، قمنا بزيادة توافر الحديد لخلايا CD8 T المنشطة من الفئران TfrcY20H / Y20H من خلال توفير الحديد في أشكال تتجاوز بروتين Y20H TFRC المعيب (الشكل S4A). لم يتأثر تنظيم CD69 السريع ، لكن FeSO4 حسَّن TfrcY20H / Y20H CD8 T لمحتوى الخلية التائية ATP ، وصحة الميتوكوندريا ، وزيادة حجم الخلية والنسبة المئوية لخلايا الفوسفور S6 بالإضافة إلى الانتشار (الأشكال S4B-S4D). باختصار ، بعد التنشيط ، تقوم خلايا CD8 T بتحويل قدرتها على اكتساب الحديد ، والحديد مطلوب لوظائف الميتوكوندريا والمستجيب للخلايا التائية ، والنشاط الأيضي الأمثل ، وتطور دورة الخلية.

نقص فيروسات الدم العابر له عواقب طويلة المدى على ذاكرة الخلايا التائية

أدت متطلبات الخلايا التائية في المختبر من الحديد والتأثيرات القوية لنقص فرط الدم على الاستجابات المناعية الأولية إلى اختبار ما إذا كان توافر الحديد المنخفض له آثار طويلة المدى على تكوين الذاكرة المناعية. نقلنا خلايا OT-I إلى فئران متلقية ، وحقننا بروتين OVA في مادة مساعدة ، ثم عالجنا الفئران بهبسيدين صغير يوميًا لمدة 4 أيام ؛ بعد 28 يومًا ، عند هذه النقطة تم تطبيع الحديد في الدم ، انخفض بشكل طفيف إجمالي خلايا ذاكرة OT-I الطحالية وانخفاض ملحوظ في تواتر خلايا الذاكرة ذات النمط الظاهري الشبيه بالذاكرة المركزية (CD62L plus ؛ أو CD27 plus ، CD43 ؛ أو CX3CR1) 21،22 من الفئران التي تلقت الهيبسيدين المصغر أثناء التحضير (الشكل S5A).

بعد إعادة التنبيه في المختبر ، تم اكتشاف عدد أقل من خلايا الذاكرة الطحالية القادرة على تخليق IL -2 و IFNg و TNF-a (بشكل فردي أو مجتمعي) في الفئران التي عانت من انخفاض مستوى الحديد في المصل أثناء الاستجابة المناعية الأولية ؛ أنتجت الخلايا المستجيبة أيضًا كمية أقل من كل سيتوكين (الأشكال S5B-S5E). أخيرًا ، لاختبار استجابات الاسترجاع في تجربة منفصلة ، تمت إعادة تحدي الفئران التي تم حقنها بـ OVA في مادة مساعدة مع الهيبسيدين الصغير أو بدونه في الأيام 3-6 بعد التحصين باستخدام OVA تحت الجلد في اليوم 35 بعد التحصين ، والاستجابة الثانوية تحليلها في يوم 40. خفض نقص فرط الدم أثناء فتيلة استجابة استدعاء خلية CD8 T الخاصة بـ OVA والنسبة المئوية من خلايا CD8 بالإضافة إلى T المنتجة IFNg (الشكل 5A). ومن ثم ، فإن نقص فرط الدم العابر أثناء الاستجابات الأولية يضعف جودة وكمية ذاكرة الخلايا التائية اللاحقة وقدرة التذكر في الفئران.

ضعف استجابات الجسم المضاد في الخنازير والبشر الذين يعانون من نقص الحديد

لفهم ما إذا كانت مبادئ مماثلة للاستجابات المناعية للحد من الحديد تنطبق على الأنواع ذات الاحتياجات الأيضية المختلفة ، استفدنا من فسيولوجيا الخنازير الطبيعية ، حيث احتياطيات الحديد المنخفضة عند الولادة بسبب حجم القمامة الكبير ، والنمو السريع بعد الولادة ، والحديد - يستلزم حليب الخنزير الفقير توفيرًا إضافيًا للحديد لمنع ظهور فقر الدم بسرعة .23 في الخنازير التي تمت تربيتها فقط على بديل لبن البذار بدون إضافة الحديد ، كان الحديد في الدم منخفضًا نسبيًا وانخفضت مستويات الهيموجلوبين بشكل مطرد في الأسابيع الأربعة التالية للولادة ؛ انخفض أيضًا عدد خلايا الدم الحمراء بينما زادت الصفائح الدموية ، مما يشير إلى فقر الدم الناجم عن نقص الحديد (IDA) (الأشكال 6A و S6A و S6B). في عمر أسبوعين ، تم تلقيح الخنازير.

Mycoplasma hyopneumoniae (تمنيع معياري ضد مسببات الأمراض الخنازير المهمة 24) ، وفي ذلك الوقت لم يكن هناك فرق كبير في عيار الجسم المضاد (الشكل S6C). بعد أسبوعين ، زادت استجابة الجسم المضاد الخاص باللقاح نسبيًا في الخنازير الصغيرة التي تلقت الحديد (الشكلان 6 ب و S6C). لذلك ، على خلفية IDA ، لا تحافظ مكملات الحديد على الهيموجلوبين فحسب ، بل يمكنها أيضًا تحسين الاستجابات للتلقيح.

شكل نادر من IDA المقاوم للحديد (IRIDA) في البشر ناتج عن زيادة الهيبسيدين في المرضى الذين يعانون من طفرات في TMPRSS6 ، وهو بروتياز يقوم عادةً بقمع الهيبسيدين .25 لم يتم استكشاف جودة المناعة التكيفية لدى مرضى IRIDA من قبل. قمنا بالتحقيق في الأجسام المضادة الخاصة بمسببات الأمراض المختلفة التي تستهدفها اللقاحات في مجموعة من 12 مريضًا من نوع IRIDA الذين زادوا من مستويات الهيبسيدين ونقص في الدم (حوالي 5 مليمول / لتر مصل الحديد) ، ومعلمات دموية تشير إلى IDA (الشكل S6D) مقارنة بمجموعة التحكم في تم جمع عمر مماثل في نفس العيادة (الشكل 6 ج). لم يقم أي من مرضى IRIDA (والضوابط) بتربية البروتين التفاعلي C (جميع مرضى 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). 

بالنسبة لمضادات PS1 ، لم يحقق أي من مرضى IRIDA تركيزًا للأجسام المضادة أعلى من الحد الوقائي لمنظمة الصحة العالمية (WHO) البالغ 0. 35 مجم / مل (الشكل 6 د) ، وبشكل عام ، كان مرضى IRIDA أقل احتمالية لتحقيق تركيزات وقائية للأنماط المصلية العقدية الرئوية (الشكل S6E). بالتحكم في العمر والجنس ، وجدنا تأثيرات التركيب الوراثي على antiPS1 (ص=0. 005) ، ومضاد PS18C (ص=0. 048) ، ومضاد Hib (ص=0. 066 ) مصل IgG (كلها أقل في مجموعة IRIDA). تظهر هذه البيانات أن حالة ارتفاع نسبة الهيبسيدين باستمرار ترتبط بانخفاض مستويات الأجسام المضادة ضد بعض مسببات الأمراض المهمة لدى البشر.

يؤدي نقص فيروسية الدم إلى تفاقم عدوى فيروس الأنفلونزا والتهاب الرئة

تزيد الاستجابات المناعية الفطرية للعدوى من مادة الهيبسيدين ، مما يساهم في نقص فيروسية الدم الناتج عن العدوى .8 قمنا بالتحقيق في كيفية تأثير علاج الهيبسيدين المصغر ، لفرض نقص في الدم لفترات طويلة ، على الاستجابة المناعية للعدوى الفيروسية التنفسية (فيروس الأنفلونزا أ) في الفئران (الشكل 7 أ). لاحظنا عددًا أقل من خلايا CD8 T الخاصة بالفيروس في الطحال والرئتين ؛ عدد أقل من خلايا CD8 T الطحالية التي تعبر عن جرانزيم B ؛ وعدد أقل من الخلايا المساعدة T-follicular ، وخلايا CD44 بالإضافة إلى CD4 من ذوي الخبرة بالمستضد ، وخلايا GC B في الغدد الليمفاوية المنصفية في اليوم الثامن بعد الإصابة (الشكلان 7 ب و 7 ج) ؛ ومع ذلك ، كان تعبير الرنا المرسال للرئة عن السيتوكينات المؤيدة للالتهابات IL -6 و TNF-a أعلى (الشكل S7A). تم أيضًا تقليل الاستجابات المناعية الخلوية في الطحال في اليوم العاشر بعد الإصابة (الشكل S7B) ، وكانت الأجسام المضادة المتداولة لتحييد الإنفلونزا غير قابلة للكشف (الشكل 7 د) ، وكان الحمل الفيروسي للرئة (يقاس على أنه البروتين النووي للإنفلونزا RNA) أعلى بكثير (الشكل 7E) .

من الناحية النسيجية ، كان التهاب مجرى الهواء البؤري موجودًا في جميع الفئران المصابة ، ولكن على الرغم من استجابات الخلايا الليمفاوية المكبوتة ، كان الالتهاب المحيط بالأوعية الدموية / محيط القشرة أكثر حدة في رئتي الفئران المصابة المصابة بالهيبيدين المصابة ، مع امتداد ملحوظ في الحمة السنخية (الشكلان 7F و 7G ). تتسرب الخلايا الالتهابية المتزايدة في الفئران المصغرة المعالجة بالهيبسيدين وتتألف من خلايا وحيدة النواة وعدلات ، مع مناطق أكبر من الرئة تظهر هياكل سنخية معطلة (الأشكال 7F و 7 G S7C و S7D) ؛ ومع ذلك ، لم يلاحظ أي تغيير في محتوى الرئة غير الهيم الحديد (الشكل S7E). بالإضافة إلى هذا التلف المتزايد للأنسجة ، فشلت الفئران المصغرة المعالجة بالهيبسيدين في التعافي من فقدان الوزن الناجم عن العدوى (الشكل S7F). لذلك ، كان لدى الفئران المصابة بنقص فرط الدم المستمر استجابة مناعية تكيفية مكبوتة ، وكانت أقل قدرة على التخلص من الفيروس ، وعانت من أمراض رئوية أكثر شدة ومراضة مستدامة.

For more information:1950477648nn@gmail.com