Новое исследование с использованием образцов легких человека и трехмерных методов биоинженерии для воспроизведения окружающей среды легких выявило важную роль подмножества иммунных клеток в легких в борьбе с туберкулезом (ТБ). Было обнаружено, что клетки, называемые T-Helper 17 или Th17, играют важную роль в моделях туберкулеза на животных, но редко обнаруживаются в крови людей, и поэтому их значение в человеческих заболеваниях до сих пор не было ясным.
Исследование, проведенное в сотрудничестве с исследователями из Африканского научно-исследовательского института здравоохранения (AHRI) в Южной Африке и Саутгемптонского университета, было опубликовано в Журнале клинических исследований.
Туберкулез, бактериальное заболевание, поражающее в основном легкие, остается одной из основных причин смерти в Южной Африке, и, по оценкам Всемирной организации здравоохранения, в 2019 году 1.4 миллиона человек умерли от этой болезни во всем мире. Несмотря на это, эффективная вакцина для взрослых еще не разработана, хотя результаты двух недавних испытаний вакцины вызвали новый оптимизм. Вакцинация стимулирует иммунную систему, очень сложную сеть клеток и молекул, которые вместе обеспечивают гибкость, необходимую для борьбы с огромным количеством различных микробов, ежедневно нападающих на наши тела. Одной из проблем при разработке новых и улучшенных вакцин является точное определение правильного типа иммунного ответа, который необходимо вызвать. Большинство исследований по этому вопросу проводится либо на животных, либо путем изучения крови человека. Но растущее количество исследований предполагает, что мы можем найти лучшие ответы на вопрос о том, как выглядит защитный иммунный ответ в месте заболевания, в самой ткани легких человека.
Благодаря уникальному сотрудничеству с кардиоторакальными хирургами и донорами пациентов в больницах Дурбана исследователи AHRI имеют доступ к образцам легочной ткани, удаленным во время жизненно важных хирургических процедур, называемых резекциями легких. Для этого исследования исследовательская группа поставила перед собой задачу получить более четкую картину иммунного ответа в ткани легких, инфицированной туберкулезом. Они обнаружили, что тип иммунных клеток в легком, инфицированном туберкулезом, значительно отличался от того, что наблюдается в крови. В частности, они обнаружили, что клетки Th17 были сильно обогащены в легких. Эта подгруппа иммунных клеток важна для борьбы с грибковыми патогенами, и недавно было показано, что она играет важную роль в борьбе с туберкулезом у нечеловеческих приматов. Однако до сих пор считалось, что этот тип клеток не играет роли в иммунном ответе человека на ТБ, потому что эти клетки трудно обнаружить в крови. Сотрудничающая группа в Саутгемптоне затем использовала свою трехмерную «тканевидную» систему культивирования, которая имитирует среду ткани легких человека, чтобы проверить поведение клеток. Они обнаружили, что присутствие IL-17, молекулы, которую производят клетки Th17, снижает рост бактерий туберкулеза. Эти данные подтверждают, что клетки Th17, вероятно, будут играть защитную роль у людей, и дают исследователям новый взгляд на стратегии вакцинации.
"В этой работе подчеркивается важность изучения болезни в тканях, где она проявляется, в данном случае в легких, а не только в крови," сказал доктор. Пол Огонго, ведущий автор статьи, чья докторская работа в AHRI основана на этой статье. "Есть веские основания полагать, что медленный прогресс в стратегиях борьбы с туберкулезом может частично объясняться тем, что мы изучали туберкулез «не в том месте»." Доктор. Огонго присоединился к AHRI из Института исследований приматов в Кении и в настоящее время базируется в Калифорнийском университете в Сан-Франциско в группе профессора Джоэла Эрнста, где продолжается его работа по иммунному ответу человека на туберкулез.
"Я рад, что разработанная мною система теперь помогает выявить защитные реакции на туберкулез, чтобы найти новые подходы," добавил Dr. Лику Тезера, соавтор статьи из Саутгемптонского университета, разработавший трехмерную биоинженерную модель культуры клеток.
"Наше давнее сотрудничество и двусторонняя передача технологий с Саутгемптонским университетом позволили сделать эти важные выводы," сказал член факультета AHRI и старший автор статьи, д-р. Эл Лесли. "Передовые технологии культивирования тканей, разработанные их группой, были переданы AHRI, что означает, что мы можем проводить эти эксперименты здесь. В свою очередь, из-за высокого бремени болезней в Южной Африке и наших преданных клинических сотрудников во главе с доктором. Радж Мадансейн, мы можем получить доступ к легочной ткани, которая делает эти открытия возможными."