Когда болезнетворные микроорганизмы проникают в организм человека, требуется быстрое реагирование. В авангарде иммунного ответа находятся особые иммунные клетки. Они обитают в различных тканях, таких как легкие, печень, кожа и кишечник, где они на ранней стадии принимают участие в борьбе с захватчиками. Их название: врожденные лимфоидные клетки, или сокращенно ИЛК.
Особое свойство этих клеток: им не нужно сначала предупреждать лимфоидные органы, как многие другие иммунные клетки, чтобы затем мигрировать к месту их действия. Вместо этого они оседают в тканях и органах вскоре после рождения и остаются там навсегда.
Атлас мРНК одной клетки ILC1
ИЛК могут возникать в тканях из незрелых клеток-предшественников и созревать в работающие иммунные клетки. Это недавно показали ученые исследовательской группы Макса Планка Института системной иммунологии Университета Юлиуса Максимилиана (JMU) Вюрцбурга в Баварии, Германия. До сих пор было неясно, как происходит это созревание в деталях.
"Мы хотели понять, как незрелые ИЛК становятся эффекторными клетками, которые могут, например, убивать опухолевые клетки или бороться с инфекциями с помощью цитокинов," объясняет профессор Георг Гастайгер, председатель и руководитель исследовательской группы Макса Планка в Институте системной иммунологии JMU.
Для этого исследователи из Вюрцбурга изучили группу ILC1, которые играют роль в вирусных инфекциях и в защите опухоли. Они записали все молекулы мРНК отдельных ILC1 в печени и создали виртуальный атлас клеток на основе этих анализов.
Разделение задач: снабжение, помощники и клетки-убийцы
На основании этих "молекулярные отпечатки пальцев", исследователи признали, что в ILC1 есть специализированные клетки, которые разделяют их задачи: "Мы обнаружили клетки, которые могут очень быстро размножаться и, таким образом, обеспечивать пополнение ILC. При этом они специализируются на так называемых вспомогательных или убийственных ILC."
Команда Гастайгера обнаружила, что клетки-помощники производят широкий спектр веществ-мессенджеров (цитокинов), которые играют роль, например, на ранней стадии инфекций. Клетки-киллеры, с другой стороны, вооружены молекулами, которые позволяют им распознавать и убивать опухолевые клетки.
"До сих пор считалось, что эти клетки представляют собой разные типы ИЛК" объясняет Кристин Фридрих. Постдокторант из команды Гастайгера является первым автором публикации, появившейся в журнале Nature Immunology. "Но наши данные показывают, что это разные степени специализации, которые могут возникнуть в каждом органе из одних и тех же войск снабжения."
Можно ли сделать ИЛК-убийцы терапевтически полезными?
"Интересно, однако, что ИЛК развиваются в клетки-киллеры только в некоторых тканях, хотя наши данные показывают, что они могут делать это во всех тканях" объясняет Гастайгер.
"У нас есть первоначальные доказательства того, что это развитие активно подавляется в некоторых тканях, возможно, чтобы избежать повреждения тканей или воспаления. Теперь мы хотим понять, как мы можем терапевтически активировать клетки-киллеры, например, для улучшения иммунного контроля над развивающимися опухолями и метастазами. Мы также хотим изучить, какие молекулы ILC могут использовать для распознавания опухолей и как они ведут себя в различных тканях во время инфекций."
Фактор транскрипции Хобит определяет специализацию
Кристин Фридрих добавляет, что "наша работа показывает, как фактор транскрипции Хобит стимулирует специализацию зрелых эффекторных клеток. Интересно, что хобит также экспрессируется в других клетках-киллерах иммунной системы человека. Основываясь на наших результатах, теперь можно изучить функцию хобита в этих защитных клетках, как они созревают и как их можно заставить бороться с опухолями в различных тканях."