Οι κιρκαδικοί ρυθμοί που «κυβερνούν» τις περισσότερες φυσιολογικές διεργασίες στα έμβια όντα μέσα στο 24ωρο αποτελούν έναν από τους βασικότερους βιολογικούς μηχανισμούς. Τώρα ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης (UNIGE) στην Ελβετία και το Πανεπιστήμιο Ludwig-Maximilian (LMU) στο Μόναχο της Γερμανίας αποκωδικοποιώντας τους μηχανισμούς της κυτταρικής μετανάστευσης που σχετίζονται με την ανοσολογική απόκριση έδειξαν ότι η δραστηριότητα του ανοσοποιητικού συστήματος εμφανίζει διαφοροποιήσεις ανάλογα με την ώρα της ημέρας.
Κορύφωση της λειτουργίας του ανοσοποιητικού νωρίς το πρωί
Για την ακρίβεια η μετανάστευση των ανοσοκυττάρων από το δέρμα στους λεμφαδένες παρουσιάζει διακυμάνσεις μέσα στο 24ωρο. Η λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος εμφανίζει κορύφωση νωρίς το πρωί για τους ανθρώπους – στο τέλος της νυχτερινής ανάπαυσης προτού ξεκινήσουν οι ημερήσιες δραστηριότητες. Τα ευρήματα αυτά που δημοσιεύθηκαν στην επιθεώρηση «Nature Immunology» μαρτυρούν ότι η ώρα της ημέρας πρέπει να λαμβάνεται υπόψη όταν χορηγούνται εμβόλια ή και ανοσοθεραπείες ενάντια στον καρκίνο ώστε να αυξηθεί η αποτελεσματικότητά τους.
Το «αργοκίνητο» αλλά ζωτικής σημασίας επίκτητο ανοσοποιητικό
Σε αντίθεση με το εγγενές ή έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα το οποίο αντιδρά αμέσως αλλά όχι με στοχευμένο τρόπο απέναντι στους εισβολείς, το επίκτητο προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα «χτίζει» μια μακροπρόθεσμη απόκριση η οποία είναι στοχευμένη ενάντια στον κάθε μολυσματικό παράγοντα. «Το επίκτητο ανοσοποιητικό σύστημα χρειάζεται εβδομάδες ώστε να ‘δομήσει’ τη στοχευμένη απόκρισή του στο κάθε παθογόνο. Αυτή η απόκριση διατηρείται στη συνέχεια για μεγάλο χρονικό διάστημα χάρη σε έναν κυτταρικό μηχανισμό μνήμης» εξήγησε ο επικεφαλής της μελέτης Κριστόφ Σίρμαν, καθηγητής στο Τμήμα Παθολογίας και Ανοσολογίας στο Κέντρο της Γενεύης για την Ερευνα στις Φλεγμονές (GCIR) το οποίο ανήκει στην Ιατρική Σχολή του UNIGE. «Αυτός είναι, για παράδειγμα, ο τυπικός μηχανισμός που λειτουργεί όταν κάποιος εμβολιάζεται ενάντια σε έναν ιό».
Η μετανάστευση των δενδριτικών κυττάρων
Προκειμένου να κατανοήσουν τον ρόλο των κιρκαδικών ρυθμών στην ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος οι ερευνητές μελέτησαν τη μετανάστευση των δενδριτικών κυττάρων από το δέρμα στο λεμφικό σύστημα, έναν από τους πυλώνες του προσαρμοστικού ανοσοποιητικού συστήματος. Τα δενδριτικά κύτταρα έχουν την έδρα τους σε πολλά όργανα, συμπεριλαμβανομένου του δέρματος και μεταναστεύουν μέσω των λεμφικών αγγείων στους λεμφαδένες όπου παρουσιάζονται τα αντιγόνα, με στόχο να προκληθεί ανοσολογική απόκριση ενάντια σε κάποιο παθογόνο.
Η μετανάστευση των δενδριτικών κυττάρων από το δέρμα στα λεμφικά αγγεία εξαρτάται από την ώρα της ημέρας. Στην εικόνα δενδριτικά κύτταρα ποντικού (πράσινο χρώμα) μεταναστεύουν στα λεμφικά αγγεία (κόκκινο χρώμα). Με μπλε χρώμα απεικονίζονται τα αιμοφόρα αγγεία (UNIGE – Christoph Scheiermann)
Συγχρονισμένα ρολόγια
Αρχικώς οι επιστήμονες παρατήρησαν τη μεταναστευτική ικανότητα των δενδριτικών κυττάρων σε ποντίκια τέσσερις φορές την ημέρα – στη συνέχεια έκαναν την ίδια μελέτη σε ποντίκια χωρίς λειτουργικά εσωτερικά ρολόγια. «Προκειμένου να λάβει χώρα σωστά η μετανάστευση των κυττάρων, πρέπει να αποκρίνονται σε έναν κιρκαδικό ρυθμό όχι μόνο τα δενδριτικά κύτταρα αλλά και τα λεμφικά αγγεία» ανέφερε ο Στέφαν Χολτκάμπ, ο οποίος κατά τη διεξαγωγή της μελέτης ήταν ερευνητής στο Βιοϊατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Ludwig-Maximilian και πρώτος συγγραφέας της μελέτης. Αρα το κιρκαδικό ρολόι πρέπει να λειτουργεί σωστά και στις δύο πλευρές του μηχανισμού: τόσο στα κύτταρα όσο και στο περιβάλλον τους. Αν δεν συμβεί αυτό δεν λαμβάνουν χώρα κορυφώσεις της δραστηριότητας του ανοσοποιητικού συστήματος το οποίο τελικώς λειτουργεί συνεχώς σε… αργή κίνηση.
«Κυβερνήτης» η εναλλαγή ημέρας και νύχτας
Στη συνέχεια οι ερευνητές επανέλαβαν το πείραμα αυτό σε ανθρώπινα δερματικά κύτταρα τα οποία ελήφθησαν από ασθενείς σε διαφορετικές ώρες της ημέρας. «Εντοπίσαμε πολλά και διαφορετικά μόρια, συγκεκριμένα χημειοκίνες, οι οποίες εμπλέκονται στη διαδικασία μετανάστευσης και των οποίων η έκφραση ρυθμίζεται από κιρκαδικά ρολόγια» διευκρίνισε ο δρ Σίρμαν. «Τα ίδια ακριβώς μόρια εντοπίστηκαν τόσο σε ανθρώπινα κύτταρα όσο και σε κύτταρα ποντικών ακολουθώντας όμως τον αντίθετο ρυθμό ο οποίος αντιστοιχούσε στον τρόπο ζωής των δύο ειδών – νυχτερινός για τα τρωκτικά, ημερήσιος για τους ανθρώπους. Αυτό επιβεβαιώνει ότι ο συγκεκριμένος ρυθμός κυβερνάται από τη φυσική δραστηριότητα με βάση την εναλλαγή ημέρας και νύχτας».
Επίδραση στους εμβολιασμούς και στη χορήγηση θεραπειών
Επιπρόσθετα στοιχεία μαρτυρούν επίσης ότι αν το ανοσοποιητικό σύστημα διεγερθεί σε διαφορετικές ώρες της ημέρας, εμφανίζονται οι ίδιες διακυμάνσεις με κορύφωση το πρωί. Για ποιον λόγο όμως υπάρχουν αυτές οι διακυμάνσεις στον ρυθμό λειτουργίας του ανοσοποιητικού; «Οι κιρκαδικοί ρυθμοί αποτελούν ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας ώστε να γίνεται η σωστότερη δυνατή χρήση των αποθεμάτων ενέργειας ανάλογα με τις πιο άμεσες ανάγκες του οργανισμού. Θα μπορούσε αυτός να είναι ένας τρόπος ώστε το ανοσοποιητικό σύστημα να βρίσκεται σε εγρήγορση όταν υπάρχει μεγαλύτερος κίνδυνος έκθεσης σε παθογόνα, όπως μέσω της κατανάλωσης τροφής ή μέσω των κοινωνικών αλληλεπιδράσεων; Μπορεί να είμαστε άραγε πιο ευάλωτοι στα παθογόνα το απόγευμα και το βράδυ;
Είναι αδύνατον να δώσουμε μια απάντηση αυτή τη στιγμή» σημείωσαν οι ερευνητές. Σε κάθε περίπτωση, ο ρόλος των κιρκαδικών ρυθμών στο ανοσοποιητικό σύτημα μόλις τώρα αποκαλύπτεται και μπορεί να αποδειχθεί ζωτικής σημασίας τόσο για τους προληπτικούς εμβολιασμούς όσο και για τη χορήγηση θεραπειών ενάντια στους όγκους αλλά και για τη διαχείριση των αυτοάνοσων νοσημάτων.
