Иммунная система человека подобна армии специализированных солдат (иммунных клеток), у каждого из которых своя уникальная роль в борьбе с болезнями. В новом исследовании , опубликованном в журнале Nature , под руководством ученых из Института Аллена, Института иммунологии Ла-Хойя и Калифорнийского университета в Сан-Диего, исследователи раскрывают, как клетки, известные как резидентные клетки памяти CD8 Т, играют уникальные и специализированные роли в зависимости от того, где они расположены в тонком кишечнике.

Клетки памяти , находящиеся в тканях, обеспечивают локальную первую линию защиты от повторного заражения и требуют «поддержки» со стороны других иммунных клеток, а также имеют решающее значение для поддержания мира в тканях, подвергающихся воздействию множества внешних патогенов.

Это открытие проливает свет на то, как резидентные в тканях клетки памяти CD8 T адаптируются к своему местоположению в организме, обеспечивая скоординированный и эффективный иммунный ответ , и как микросреда и клеточные взаимодействия формируют эту специфическую для местоположения адаптацию. В конечном счете, местоположение имеет значение, и это понимание также может привести к улучшению иммунотерапии и вакцин.

Специализированные роли в зависимости от местоположения
Исследование показывает, что резидентные в тканях клетки памяти CD8 Т в тонком кишечнике разнообразны и имеют различные обязанности, а их положение в архитектуре кишечника диктует, что они делают.

Передовая линия: на кончиках ворсинок подгруппа резидентных в тканях клеток памяти CD8 T с более высокой способностью уничтожения располагается как стражники в сторожевых башнях. Эти клетки предназначены для немедленной атаки на вторгающиеся патогены, предотвращая дальнейшее распространение инфекций.
Подкрепления: В кармане клеток, называемых криптами, находится другой подвид резидентных в тканях клеток памяти CD8 T, которые действуют как резервные силы и готовы отреагировать, если организм столкнется с тем же патогеном в будущем. Эти клетки обеспечивают длительный иммунитет.
«Что меня действительно поразило, так это то, что мы смогли увидеть, что иммунные клетки в разных местах имеют эти особые функции», — сказал Максимилиан Хег, доктор медицины, один из ведущих соавторов исследования и исследователь в Институте Аллена. «Они стратегически расположены в тонком кишечнике , чтобы выполнять свою функцию, и это ключевой вывод из статьи».

Эти различия гарантируют, что иммунная система может быстро реагировать на непосредственные угрозы, одновременно поддерживая резервную защиту для долгосрочной защиты.

«В ответ на инфекцию иммунные клетки устремляются в ткани, чтобы бороться с инфекцией и помогать восстанавливать повреждения. Важно то, что эти клетки «общаются» с клетками тканей, чтобы координировать иммунный ответ», — сказал Ананда В. Голдрат, доктор философии, исполнительный вице-президент Института иммунологии Аллена.

«В этом исследовании мы теперь можем визуализировать, как функциональное состояние иммунной клетки связано с тем, какие клетки и сигналы находятся в различных районах или областях тканей. Эти новые знания о том, как иммунная система работает в тканях, меняют правила игры, поскольку мы изучаем, как усилить иммунную защиту, избегая при этом разрушительного воспаления».

Понимание микросреды и клеточных взаимодействий
Используя передовые методы транскрипционного профилирования, исследователи составили карту генетических инструкций, которые управляют поведением резидентных в тканях Т-клеток памяти CD8 в зависимости от их местоположения.

«Меня больше всего воодушевляют возможности, которые открывают наши новые подходы: изучение иммунных клеток в их нетронутой естественной среде с высокой степенью сложности, производительностью и разрешением», — сказал Мигель Рейна-Кампос, доктор философии, соавтор исследования и доцент Института иммунологии Ла-Хойя.

Результаты исследования дают представление о разработке более эффективных иммунотерапевтических методов и вакцин. Нацеливаясь на механизмы, направляющие резидентные в тканях клетки памяти CD8 T в определенные места внутри ткани и улучшающие их возможности, исследователи надеются разработать методы лечения, которые повысят эффективность иммунной системы и сохранят наше здоровье.

«Одной из частей этой работы было обнаружение причинно-следственных связей между хорошо охарактеризованными генами и пространственными и транскрипционными фенотипами Т-клеток CD8», — сказал один из первых авторов исследования Алекс Монелл, аспирант Калифорнийского университета в Сан-Диего, работающий с Голдратом.

«Мы расширяем наш объединенный пространственный скрининг CRISPR, чтобы профилировать воздействие многих типов генетических нарушений одновременно в Т-клетках CD8 с общей целью поиска и манипулирования модуляторными механизмами тканеспецифического иммунитета».

Цели будущих исследований
Эта работа подчеркивает важность анатомических ниш в формировании иммунных реакций и устанавливает рамки для изучения того, как иммунные клетки взаимодействуют с окружающей средой. Она представляет новые подходы к лечению хронических заболеваний , инфекций и воспалительных расстройств путем использования уникальной динамики иммунных клеток памяти, находящихся в тканях барьера.

В дальнейшем группа сосредоточится на понимании того, как эти знания можно использовать для терапевтического воздействия на наши иммунные реакции.