Исследователи из Детской больницы Филадельфии (CHOP) определили ключевой метаболит в клетках, который помогает направлять иммунные реакции и объясняет на уровне отдельных клеток, почему иммунные клетки, которые наиболее эффективно распознают патогены, вакцины или больные клетки, растут и делятся быстрее, чем другие клетки.
Результаты также указывают на то, что лучшее понимание этого метаболита и его роли в иммунном ответе может улучшить разработку иммунотерапии и создать более долгоживущие реакции против различных типов рака, а также улучшить стратегии вакцинации. Результаты были опубликованы в Интернете журналом Science Immunology в статье под названием «Уровни НАД(Н) в отдельных клетках предсказывают динамику роста клональных лимфоцитов».
Антигены — это чужеродные вещества, которые наша иммунная система распознает и на которые реагирует, производя больше Т- и В-клеток. Каждая из этих клеток имеет уникальные рецепторы, которые распознают определенные антигены и могут реагировать соответствующим образом, а также могут «помнить» и реагировать аналогичным образом при повторном воздействии того же антигена.
Насколько хорошо Т- или В-клетка видит свой антиген, называется ее аффинностью. Эта фундаментальная концепция иммунологии заключается в том, как действуют вакцины. Когда эти Т- и В-клетки сталкиваются с патогеном, организму нужны те, которые лучше всего распознают их антиген, с высоким сродством , чтобы быстрее делиться, производить больше дочерних клеток и «атаковать» захватчика.
Однако механизмы, лежащие в основе того, почему иммунные клетки с высоким сродством реагируют более эффективно, остаются загадкой для исследователей. После обнаружения антигена химический состав внутри Т- и В-клеток должен измениться, чтобы они могли правильно отреагировать. Исследователи в этом исследовании хотели изучить метаболизм, чтобы понять, что заставляет клетки с высоким сродством знать, что им необходимо делиться быстрее, чтобы реагировать соответствующим образом.
«Мы хотели проверить, чувствительны ли конкретные метаболиты к сродству Т-клеточных рецепторов и контролируют ли они рост Т-клеток во время иммунных реакций», — сказал старший автор исследования Уилл Бэйлис, доктор философии, доцент кафедры патологии и лабораторной медицины в CHOP и Школе Перельмана. Доктор медицины Пенсильванского университета.
Исследователи определили никотинамидадениндинуклеотид (НАД) как ключевой, зависимый от сродства компонент метаболического перепрограммирования рецепторов Т-клеток на ранних стадиях активации Т-клеток.
Используя проточную цитометрию, исследователи смогли изучить НАД в отдельных клетках сразу после активации и показать, как он определяет количество раз, которое Т-клетки смогут делиться в будущем. Таким образом, исследователи могли бы предсказать, как ведут себя Т-клетки и сколько раз они делятся, основываясь на том, сколько НАД у них было в начале.
Кроме того, исследователи обнаружили, что манипулирование тем, сколько НАД разрешено производить клетке, может контролировать, когда эта клетка переходит из состояния покоя в желание делиться, что позволяет предположить, что метаболит можно использовать для улучшения ответа на определенные методы лечения или вакцины, управляемые Т-клетками.
«Мы считаем, что эта работа показывает, что различия в метаболизме отдельных клеток являются ключевой причиной того, почему похожие клетки иногда демонстрируют совершенно разное поведение, и что это может дать понимание основных процессов, которые приводят к заболеваниям и дисфункциям, которые нельзя просто объяснить регуляцией генов или передачей сигналов». — сказал Бейлис.
«Мы также считаем, что если проделать дополнительную работу, эта информация потенциально может быть использована для улучшения стратегий вакцинации, а также эффективности и эффективности клеточной терапии, используемой для лечения рака и других заболеваний».
