Deficiența de fier slăbește răspunsul imun din plămâni

Un studiu realizat la Columbia University Irving Medical Center și publicat în The Journal of Immunology a investigat modul în care deficiența alimentară de fier influențează formarea și funcția memoriei mediate de celulele T în urma unei infecții gripale la șoareci. Cercetarea arată că nivelul redus de fier modifică capacitatea acestor celule de a genera răspunsuri inflamatorii eficiente, mai ales în țesutul pulmonar, sugerând o legătură fundamentală între disponibilitatea fierului și imunitatea adaptativă pe termen lung.
Fierul este un micronutrient esențial în procese critice ale imunității, precum activarea și proliferarea celulelor T, procese care susțin formarea memoriei imunologice. Deficiența de fier este larg răspândită la nivel global, în special în rândul copiilor, fiind frecvent asociată cu susceptibilitate crescută la infecții, reducerea eficienței răspunsurilor imunologice și apariția bolilor alergice. Studiile anterioare arată că fierul influențează dezvoltarea timusului, producția de citokine inflamatorii și expresia receptorului de transferină (CD71), un marker al absorbției de fier la nivel celular. Totuși, relația exactă dintre deficiența dietară de fier și formarea memoriei celulelor T nu era clară. Studiul de față încearcă să definească această relație, integrând modele nutriționale și infecțioase pentru a observa cum se formează memoria imunologică în condițiile unui deficit nutritiv.

Despre studiu

Cercetarea a utilizat șoareci femele C57BL/6 separați în două cohorte: un grup alimentat cu dietă bogată în fier (45 ppm) și un grup cu dietă sever deficitară în fier (0–5 ppm). Ambele grupuri au fost menținute în condiții identice, iar experimentele au fost realizate în duplicat. Înainte de infectarea cu virus gripal, șoarecii au petrecut cinci săptămâni pe dietele respective, timp în care au fost măsurate hemoglobina și nivelurile hepatice de fier pentru a confirma instalarea deficitului. Așa cum era de așteptat, șoarecii din grupul deficitar au prezentat anemie și reduceri importante ale stocurilor hepatice de fier.

Infecția cu virusul gripal X31 (H3N2) a fost realizată intranazal, iar evoluția bolii a fost evaluată prin monitorizarea greutății corporale. În paralel, splina și plămânii au fost colectați la diferite intervale temporale pentru caracterizarea detaliată a celulelor T prin citometrie în flux, inclusiv analiza subseturilor celulare, a markerilor de activare (CD25, CD69, CD71), a receptorilor chemokinici și a producției de citokine inflamatorii. De asemenea, au fost utilizate tetramere specifice antigenelor gripale pentru identificarea celulelor T cu specificitate virală.

Pentru evaluarea funcției memoriei, celulele T au fost stimulate fie policlonal, fie prin prezentare antigenică realizată de celule dendritice diferențiate din măduva osoasă a șoarecilor cu nivel normal de fier. Această abordare a permis izolarea efectului deficienței de fier asupra celulelor T, eliminând posibile influențe ale mediului tisular.

Rezultate

Starea nutrițională și profilul imun de bază

Șoarecii cu dietă deficitară au prezentat dezvoltare ponderală redusă, anemie și scăderea semnificativă a fierului hepatic. În ciuda acestor modificări, numărul total de celule T din splină și plămâni a fost similar între grupuri. Cu toate acestea, celulele T din șoarecii deficienți au exprimat niveluri crescute ale receptorului de transferină CD71, mai ales în splină, sugerând o cerere metabolică ridicată de fier. Au fost observate și diferențe fenotipice subtile, precum creșterea numărului de celule T reglatoare în splină și reducerea expresiei CXCR3 în plămâni.

Impactul deficienței de fier în timpul infecției primare

După infectarea cu virus gripal, șoarecii deficienți în fier au prezentat morbiditate accentuată, cu pierdere mai mare în greutate și recuperare mai lentă. În plămâni, activarea timpurie a celulelor T CD4 specifice virusului a fost diminuată, observându-se scăderea expresiei CD25, CD69 și CD71 la ziua 5 post-infecție, diferențe care s-au estompat până la ziua 7. În splină, aceste variații nu au fost evidente.

În ansamblu, diferențele sugerează o întârziere a activării locale a celulelor T în mediul pulmonar, ceea ce poate contribui la morbiditatea mai severă.

Formarea memoriei celulelor T și disfuncția persistentă

La etapa de memorie timpurie (ziua 28 post-infecție), șoarecii cu deficit de fier au avut mai multe celule T specifice antigenelor gripale în plămâni, dar nu și în splină. Deși expresia markerilor asociați cu celulele de memorie rezidente în țesuturi a fost similară între grupuri, testele funcționale au relevat diferențe majore.

În plămâni, atât celulele T CD4, cât și CD8 provenite din șoarecii deficienți au produs mai puțin interferon gamma după stimulare. Mai important, analiza co-culturilor cu celule dendritice bogate în fier a arătat că disfuncția celulelor T CD8 persistă chiar și în condiții optime de prezentare antigenică, ceea ce indică un defect intrinsec al memoriei formate în contextul deficitului de fier.

Aceste constatări arată că memoria celulelor T generate în timpul deficienței de fier este numeric conservată, dar funcțional compromisă, în special în plămâni.

Implicații și perspective

Studiul demonstrează că deficiența alimentară de fier alterează în mod selectiv răspunsurile celulelor T în timpul infecției primare și compromite capacitatea memoriei celulare de a produce citokine esențiale. Această disfuncție este cel mai pronunțată în țesutul pulmonar și poate avea implicații directe pentru protecția la expuneri ulterioare, răspunsul la vaccinuri și dezvoltarea bolilor alergice.
Conform autorilor, aceste rezultate pot explica de ce copiii cu deficit de fier prezintă atât susceptibilitate crescută la infecții, cât și o predispoziție mai mare la boli atopice. Cercetarea subliniază necesitatea unor strategii de intervenție nutrițională timpurie care să susțină dezvoltarea normală a imunității adaptive.