Теперь группа исследователей во главе с профессором Солка Сьюзан Кэч обнаружила, что клетки, ответственные за долговременный иммунитет в легких, могут быть активированы легче, чем считалось ранее. Идея, опубликованная в Журнале экспериментальной медицины 11 июня 2020 года, может помочь в разработке универсальных вакцин против гриппа и нового коронавируса.
"Внутри наших легких существуют долгоживущие Т-клетки-киллеры, которые распознают определенные вирусы и защищают нас от повторного заражения, если мы снова столкнемся с вирусом.
Наши результаты прояснили, каким образом эти клетки «видят» вирус при повторном заражении и обеспечивают быстрый иммунитет », – говорит Каеч, директор Центра иммунобиологии и микробного патогенеза Salk. «Это также может помочь нам понять долгосрочный иммунитет, связанный с коронавирусом."
Когда мы впервые подвергаемся воздействию бактерий или вирусов, таких как грипп, один тип наших иммунных клеток, известный как Т-клетки-киллеры, уничтожает инфицированные клетки, чтобы предотвратить распространение болезни. Как только патоген устранен, эти опытные Т-клетки-киллеры (также называемые Т-лимфоцитами «памяти») остаются в нашем организме надолго и «запоминают» предыдущих захватчиков. Эти Т-клетки памяти-убийцы позволяют нашей иммунной системе быстрее реагировать на вторую атаку и эффективно обеспечивать долгосрочный защитный иммунитет против захватчика, что является фундаментальной концепцией вакцинации.
Ученые много знают о том, как Т-клетки-убийцы памяти активируются в лимфоидных органах (например, лимфатических узлах). Иммунные клетки-мессенджеры, называемые дендритными клетками, представляют фрагменты вируса Т-клетке памяти-убийце, подобно тому, как обработчик доносит запах собаке, чтобы лицензировать свою функцию-убийцу.
Но предыдущие исследования не изучали это взаимодействие в жизненно важных органах, таких как легкие. Легкие являются частым местом проникновения патогенов, таких как грипп и коронавирус, поэтому команда намеревалась подтвердить, применяется ли эта давняя догма к Т-клеткам-убийцам, которые находятся в легких.
Кеч и тогдашний аспирант Джун Сионг Лоу, первый автор статьи, предположили, что дендритные клетки потребуются для реактивации Т-клеток-киллеров памяти для борьбы со второй вирусной атакой.
Таким образом, они удалили различные типы клеток-мессенджеров по одной у мышей, чтобы проверить, распознают ли Т-клетки памяти-убийцы вторую инфекцию гриппа. Исследователи использовали зеленый флуоресцентный репортерный белок, чтобы заставить Т-клетки памяти-убийцы светиться, если они распознали вирус. Однако каждый раз, когда исследователи удаляли определенный тип клеток, Т-клетки памяти-убийцы в легких продолжали светиться.
«Поначалу наши результаты были разочаровывающими, потому что казалось, что наши эксперименты не работают; Т-клетки памяти-убийцы в легких продолжали распознавать вирус после удаления многих различных типов клеток-мессенджеров», – говорит Лоу, ныне докторант. научный сотрудник Института исследований в области биомедицины (IRB) Университета Италии делла Свиццера в Швейцарии. «Вскоре мы поняли, что эти резидентные в легких Т-клетки памяти-убийцы были особенными, потому что они не зависели ни от одного типа мессенджерных клеток.
Вместо этого они могли «увидеть» вторую инфекцию гриппа через множество различных клеток-мессенджеров, включая неиммунные клетки, такие как эпителиальные клетки легких, что было удивительно захватывающим открытием."
Напротив, когда исследователи исследовали Т-клетки памяти-убийцы в лимфатических узлах – железах, которые набухают во время инфекций, – они обнаружили, что Т-клеткам памяти-убийце нужны дендритные клетки, чтобы распознать вторую вирусную атаку. Это говорит о том, что анатомическое расположение Т-клеток-киллеров памяти определяет, как они реактивируются, бросая вызов давней догме о том, что Т-клетки-киллеры памяти нуждаются в дендритных клетках для реактивации.
Результаты помогают изменить парадигму активации Т-клеток памяти-убийцы.
Поскольку резидентные в легких Т-киллеры памяти могут быть быстро реактивированы практически любым типом клеток в месте проникновения патогена, идентификация вакцин, которые могут создавать эти резидентные в легких Т-киллеры памяти, будет иметь решающее значение для превосходного иммунитета к вирусным инфекциям легких.
«Мы воспользуемся этими знаниями в нашем следующем исследовании, в котором мы изучим, образуются ли Т-клетки памяти-убийцы, находящиеся в легких, после коронавирусной инфекции», – говорит Каеч, заведующий кафедрой NOMIS. «Поскольку не все инфекции индуцируют Т-клетки памяти-убийцы, мы определим, образуются ли эти клетки после заражения коронавирусом и могут ли они защитить от будущих коронавирусных инфекций."
Среди других авторов были Ягмур Фарсакоглу из Салка; Эсен Сефик, Кристиан Си.D. Харман, Руайдри Джексон, Джастин Шайер, Сяодун Цзян и Ричард А. Флавелл из медицинского факультета Йельского университета; Мария Каролина Амезкуа Весели из Национального университета Кордовы, Аргентина; Джозеф Б. Келли из Университета Стоуни-Брук и Линда С. Коли из Центра здоровья Университета Коннектикута.
Работа поддержана Фондом НОМИС; Национальные институты здравоохранения (R01 AI123864, R37 AI066232, S10 OD020142, P30 CA106359-39); Национальная научная стипендия A * STAR PhD; стипендия Швейцарского национального научного фонда по мобильности раннего постдока (P2BEP3_178444); Джордж Э. Стипендия Фонда Хьюитта; Медицинский институт Говарда Хьюза; Йельский центр исследовательских вычислений; Йельский центр геномного анализа; и Центр продвинутой биофотоники Уэйтта в Институте биологических исследований Солка.