DOI: https://doi.org/10.1038/s12276-025-01542-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41028520
تاريخ النشر: 2025-10-01
المؤلف: Hee Young Kim وآخرون
الموضوع الرئيسي: الاستجابات المناعية والتطعيمات
نظرة عامة
يتم تصنيف الجهاز المناعي تقليديًا إلى فرعين: الفطري والتكيفي، حيث تعتبر الذاكرة المناعية سمة مميزة للمناعة التكيفية. ومع ذلك، فقد حددت الأبحاث الحديثة ظاهرة تعرف بالمناعة المدربة داخل خلايا المناعة الفطرية، والتي تظهر خصائص شبيهة بالذاكرة. يتضمن ذلك إعادة برمجة طويلة الأمد لهذه الخلايا بعد التعرض لمؤثرات مختلفة، مما يؤدي إلى استجابات معززة للتحديات غير المرتبطة التي تليها. يتم توجيه هذه التكيفات من خلال تغييرات وراثية وميتابولية، مما يوفر فوائد وقائية ضد إعادة العدوى ولكنه قد يساهم أيضًا في الأمراض الالتهابية المزمنة، بما في ذلك الاضطرابات المناعية الذاتية، والحساسية، وتصلب الشرايين.
بينما ركزت معظم الأدبيات الحالية على الأنماط الجزيئية المرتبطة بالعوامل الممرضة كمحفزات للمناعة المدربة، تشير النتائج الجديدة إلى أن الالتهاب المعقم – المدفوع بالأنماط الجزيئية المرتبطة بالأضرار والأنماط الجزيئية المرتبطة بنمط الحياة – يمكن أن يحفز أيضًا هذا التكيف المناعي. تتناول هذه المراجعة الآليات الجزيئية المعنية في هذه العمليات وآثارها على الالتهاب المزمن. كما تسلط الضوء على مفهوم المناعة المدربة المركزية، المميزة بإعادة برمجة مستدامة لخلايا الجذع والنواة الدموية، وتناقش استراتيجيات علاجية محتملة تستهدف المسارات الميتابولية والوراثية. قد يوفر فهم دور المؤثرات غير المعدية في المناعة المدربة رؤى قيمة لإدارة الأمراض الالتهابية المزمنة.
مقدمة
تناقش مقدمة الورقة الثنائية للجهاز المناعي، مميزة بين المناعة الفطرية والتكيفية. بينما توفر المناعة الفطرية آليات دفاع سريعة وغير محددة موجودة عبر جميع الكائنات الحية الخلوية، تقدم المناعة التكيفية، التي تطورت في الفقاريات، استجابة أبطأ ومحددة مع ذاكرة مناعية طويلة الأمد. يتحدى المؤلفون الرأي التقليدي الذي يعتبر أن الذاكرة المناعية حصرية للمناعة التكيفية، مشيرين إلى أدلة على ميزات شبيهة بالتكيف في الاستجابات المناعية الفطرية عبر كائنات مختلفة، بما في ذلك النباتات واللافقاريات. يقدمون مفهوم “المناعة المدربة”، الذي يشير إلى إعادة برمجة وظيفية طويلة الأمد لخلايا المناعة الفطرية، مثل البلعميات، الناتجة عن اللقاحات الحية المضعفة وغيرها من المؤثرات غير المعدية.
تؤكد الورقة على دور الالتهاب المعقم، الذي يتم تحفيزه بواسطة الأنماط الجزيئية المرتبطة بالأضرار (DAMPs) والأنماط الجزيئية المرتبطة بنمط الحياة (LAMPs)، في تحفيز المناعة المدربة. يمكن أن تؤدي هذه العوامل إلى حالات التهابية مزمنة وتعزز الاستجابات المناعية الفطرية. يهدف المؤلفون إلى تقديم نظرة عامة محدثة حول كيفية مساهمة DAMPs، بما في ذلك السموم اليوريمية والسيتوكينات المسببة للالتهاب، في المناعة المدربة، رابطين هذه الآليات بالأمراض المزمنة مثل مرض الكلى المزمن وتصلب الشرايين. يقترحون أن فهم المناعة المدربة كإطار موحد يمكن أن يضيء العلاقة بين ذاكرة المناعة الفطرية والالتهاب المزمن، مع آثار علاجية محتملة.
نقاش
تناقش هذه القسم مفهوم المناعة المدربة، الذي يشير إلى التغيرات الدائمة في الجهاز المناعي الفطري بعد التعرض لمؤثرات مختلفة، بما في ذلك العوامل الممرضة، واللقاحات، والإشارات الذاتية. تتميز المناعة المدربة بتنشيط مؤقت لخلايا المناعة الفطرية التي تعود إلى خط الأساس بعد المؤثر الأولي، ومع ذلك تؤدي إلى استجابات معززة عند إعادة التعرض بسبب إعادة البرمجة الوراثية المستمرة. تشمل الآليات الرئيسية التي تكمن وراء المناعة المدربة التعديلات الوراثية، وإعادة تكوين الميتابولية، وتغيرات في التعبير الجيني، خاصة فيما يتعلق بتعديلات الهيستون مثل H3K4me3 والمسارات الميتابولية مثل التحلل السكري. ومن الجدير بالذكر أن المؤثرات مثل β-glucan ولقاح BCG قد أظهرت أنها تحفز المناعة المدربة في خلايا الجذع الدموية، مما يؤدي إلى استجابة مناعية أكثر قوة ضد العدوى.
تستكشف هذه القسم أيضًا دور الأنماط الجزيئية المرتبطة بالأضرار (DAMPs) والأنماط الجزيئية المرتبطة بالدهون (LAMPs) في تحفيز المناعة المدربة، موسعة الفهم إلى ما هو أبعد من الأنماط الجزيئية المرتبطة بالعوامل الممرضة التقليدية (PAMPs). على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة المؤكسدة (oxLDL) وغيرها من الإشارات غير المعدية إلى تحفيز تغييرات التهابية دائمة في وحيدات النوى والبلعميات، مما يساهم في الأمراض الالتهابية المزمنة مثل تصلب الشرايين. تشير النتائج إلى أن المناعة المدربة يمكن أن تكون واقية ومرضية في آن واحد، حيث تعزز الاستجابات المناعية للعدوى بينما تستمر أيضًا في الالتهاب المزمن في حالات مثل أمراض القلب والأوعية الدموية ومرض الكلى المزمن. يبرز هذا الدور المزدوج الإمكانية لاستراتيجيات علاجية تستهدف مسارات المناعة المدربة لإدارة الأمراض الالتهابية والمناعية الذاتية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s12276-025-01542-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41028520
Publication Date: 2025-10-01
Author(s): Hee Young Kim et al.
Primary Topic: Immune responses and vaccinations
Overview
The immune system is classically categorized into innate and adaptive branches, with immunological memory being a defining feature of adaptive immunity. Recent research, however, has identified a phenomenon known as trained immunity within innate immune cells, which demonstrates memory-like properties. This involves the long-term reprogramming of these cells following exposure to various stimuli, leading to enhanced responses to subsequent unrelated challenges. Such adaptations are mediated by epigenetic and metabolic changes, providing protective benefits against reinfection but also potentially contributing to chronic inflammatory diseases, including autoimmune disorders, allergies, and atherosclerosis.
While much of the existing literature has concentrated on pathogen-associated molecular patterns as triggers for trained immunity, new findings indicate that sterile inflammation—driven by damage-associated molecular patterns and lifestyle-associated molecular patterns—can similarly induce this immune adaptation. This review delves into the molecular mechanisms involved in these processes and their implications for chronic inflammation. It also highlights the concept of central trained immunity, characterized by the sustained reprogramming of hematopoietic stem and progenitor cells, and discusses potential therapeutic strategies that target metabolic and epigenetic pathways. Understanding the role of noninfectious stimuli in trained immunity may provide valuable insights for managing chronic inflammatory diseases.
Introduction
The introduction of the paper discusses the duality of the immune system, distinguishing between innate and adaptive immunity. While innate immunity provides rapid, nonspecific defense mechanisms present across all cellular organisms, adaptive immunity, which evolved in vertebrates, offers a slower, specific response with long-term immunological memory. The authors challenge the traditional view that immunological memory is exclusive to adaptive immunity, highlighting evidence of adaptive-like features in innate immune responses across various organisms, including plants and invertebrates. They introduce the concept of “trained immunity,” which refers to the long-term functional reprogramming of innate immune cells, such as macrophages, induced by live attenuated vaccines and other non-infectious stimuli.
The paper emphasizes the role of sterile inflammation, triggered by damage-associated molecular patterns (DAMPs) and lifestyle-associated molecular patterns (LAMPs), in inducing trained immunity. These factors can lead to chronic inflammatory conditions and enhance innate immune responses. The authors aim to provide an updated overview of how DAMPs, including uremic toxins and proinflammatory cytokines, contribute to trained immunity, linking these mechanisms to chronic diseases such as chronic kidney disease and atherosclerosis. They propose that understanding trained immunity as a unifying framework can illuminate the relationship between innate immune memory and chronic inflammation, with potential therapeutic implications.
Discussion
The section discusses the concept of trained immunity, which refers to the long-lasting changes in the innate immune system following exposure to various stimuli, including pathogens, vaccines, and endogenous signals. Trained immunity is characterized by a transient activation of innate immune cells that returns to baseline after the initial stimulus, yet results in enhanced responses upon reexposure due to persistent epigenetic reprogramming. Key mechanisms underlying trained immunity include epigenetic modifications, metabolic reconfiguration, and alterations in gene expression, particularly involving histone modifications such as H3K4me3 and metabolic pathways like glycolysis. Notably, stimuli such as β-glucan and BCG vaccination have been shown to induce trained immunity in hematopoietic stem cells, leading to a more robust immune response against infections.
The section further explores the role of damage-associated molecular patterns (DAMPs) and lipid-associated molecular patterns (LAMPs) in inducing trained immunity, expanding the understanding beyond traditional pathogen-associated molecular patterns (PAMPs). For instance, oxidized low-density lipoprotein (oxLDL) and other non-infectious signals can trigger long-lasting proinflammatory changes in monocytes and macrophages, contributing to chronic inflammatory diseases such as atherosclerosis. The findings suggest that trained immunity can be both protective and pathogenic, as it enhances immune responses to infections while also perpetuating chronic inflammation in conditions like cardiovascular disease and chronic kidney disease. This dual role underscores the potential for therapeutic strategies targeting trained immunity pathways to manage inflammatory and autoimmune diseases.