Иммунная система выбирает лучшие Т-клетки для целенаправленной защиты

Исследовательские группы под руководством Вольфганга Кастенмюллера и Георга Гастайгера использовали инновационные методы микроскопии, чтобы наблюдать, как активируются и размножаются специфические иммунные клетки, известные как Т-клетки, во время вирусной инфекции. Их выводы выявили новые механизмы: иммунная система усиливает свои защитные клетки гораздо более целенаправленно, чем считалось ранее.

Т-клетки являются важнейшими защитными клетками в иммунной системе. Чтобы эффективно находить и уничтожать инфицированные клетки в организме, редкие Т-клетки с соответствующей специфичностью должны сначала размножаться, расширяться и специализироваться. Этот процесс, известный как прайминг Т-клеток, начинается, когда Т-клетки сталкиваются с дендритными клетками (ДК) в лимфатических узлах. Эти клетки представляют антигены — фрагменты патогенов — Т-клеткам и активируют их посредством различных сигналов.

Процесс активации длится около 24 часов. В течение этого времени Т-клетки остаются в контакте с ДК, получая инструкции по специализации. После этого они отсоединяются, мигрируют и быстро размножаются. Некоторые развиваются в эффекторные клетки, которые немедленно борются с патогенами, в то время как другие становятся клетками памяти, обеспечивая быстрый ответ в случае будущих инфекций.

Иммунная система сталкивается с пугающей задачей быстрого выявления среди чрезвычайно разнообразного пула Т-клеток тех, которые могут специфически распознавать данный патоген. Эти отобранные Т-клетки затем клонируются в процессе «прайминга».

Катаржина Джобин и Дикша Ситарама являются первыми авторами исследования. «Мы обнаружили, что активация Т-клеток включает не одну, а две отдельные фазы», ​​— объясняет Дикша Ситарама. «В то время как первая фаза прайминга служит для активации широкого спектра специфических Т-клеток, недавно идентифицированная вторая фаза отвечает за выбор и целенаправленное расширение тех Т-клеток, которые могут наиболее эффективно распознавать патоген. Это гарантирует, что иммунный ответ оптимизирован для максимальной эффективности», — поясняет Катаржина Джобин.

До сих пор предполагалось, что существует только одна фаза, при которой изначально активированные клетки продолжают свою функцию на «автопилоте». Однако ранее был неизвестен процесс, посредством которого отбираются наиболее подходящие клетки».

Команда обнаружила, что различные фазы иммунного ответа управляются циклическим процессом активации Т-клеток. После своего первоначального взаимодействия Т-клетки проходят период десенсибилизации, в течение которого требуется два-три дня, прежде чем они будут готовы воспринимать дополнительные сигналы через свои Т-клеточные рецепторы. Это знаменует начало недавно обнаруженной второй фазы, в которой они повторно инструктируются и дополнительно активируются.

Ученые смогли показать, что в этой второй фазе Т-клетки повторно группируются с ДК и снова активируются для усиления их пролиферации и специализации. Это происходит в определенных областях лимфатических узлов, доступ к которым осуществляется благодаря экспрессии CXCR3 на Т-клетках CD8. Там они получают IL-2 от Т-клеток-помощников CD4. Без этого сигнала Т-клетки CD8 не могут оптимально пролиферировать, поэтому во второй фазе доминируют в основном Т-клетки CD8 с сильным связыванием антигена, которые многочисленны на пике иммунного ответа.

При хронических инфекциях и раке наблюдаются повторяющиеся фазы активации и десенсибилизации, что делает результаты особенно актуальными для иммунотерапии, направленной на рак. Сюда входят терапии, применяемые при определенных лейкозах и лимфомах, где используются собственные Т-клетки пациента. Эти клетки генетически модифицируются в лаборатории, а затем повторно вводятся в организм посредством инфузии. Модифицированные клетки, известные как CAR T-клетки, предназначены для специфического распознавания и атаки раковых клеток.

«Мы надеемся, что наши новые идеи помогут углубить наше понимание того, как оптимизировать терапию на основе Т-клеток, и что они прольют свет на то, почему эти методы лечения иногда оказываются неэффективными», — объясняет Георг Гастайгер.

Читайте также: