Новости

17 марта, 2023 12:29

«Древовидные» клетки иммунитета помогут бороться с хроническими инфекциями

Дендритные клетки, получившие свое название из-за множества отростков, напоминающих крону дерева, первыми «знакомятся» с возбудителями бактериальных и вирусных заболеваний. Теперь ученые показали, что их можно использовать для лечения вирусных хронических инфекций, например, лимфоцитарного хориоменингита, которым грызуны могут заразить человека. В ходе экспериментов с мышами было выявлено, что определенный тип дендритных клеток помогает активировать ослабленную иммунную систему для борьбы с затяжным заболеванием. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Cell Reports.
A human T lymphocyte (also called a T cell). Источник: Wikimedia Commons/NIAID Flickr's photostream
Т-лимфоциты — особый тип иммунных клеток — вырабатываются в организме человека в ответ на вирусную инфекцию. Они борются с возбудителями заболевания, выделяя особые молекулы, а те разрушают зараженные клетки, внутри которых вирусы размножаются. Кроме того, особая разновидность Т-лимфоцитов обеспечивает клеточную «память» — благодаря ей иммунная система быстро узнает и уничтожает возбудителей, встречающихся повторно. Однако при хронических инфекциях, например ВИЧ-1 или герпесе, вирус остается в организме человека длительное время — иногда десятки лет. В этом случае Т-лимфоциты, постоянно встречаясь с угрозой, «ослабевают» и частично утрачивают способность бороться с ней, из-за чего их называют истощенными. Причина такого истощения заключается в том, что на поверхности Т-лимфоцитов становится больше специальных рецепторов, через которые поступают сигналы, подавляющие активность этих клеток.
 
Исследования показывают, что активировать истощенные Т-лимфоциты помогают дендритные клетки — особый тип иммунных клеток, которые первыми выявляют патоген и «приносят» Т-лимфоцитам его кусочки, например, белки с поверхности, чтобы те наверняка распознали инфекцию. Однако существует несколько типов дендритных клеток, различающихся между собой рецепторами на поверхности, и то, насколько эффективен каждый из этих вариантов клеток, до сих пор не было изучено.

Участники научной группы из Университета имени Помпэу Фабра (Испания). Источник: Геннадий Бочаров 

Международная группа исследователей из Института вычислительной математики имени Г. И. Марчука РАН (Москва) и Университета имени Помпэу Фабра (Испания) сравнили два типа дендритных клеток — XCR1+ и SIRPα+ — по способности активировать Т-лимфоциты при хронической вирусной инфекции. XCR1+ и SIRPα+ отличаются тем, что несут разные рецепторы на поверхности, то есть молекулы, которые способны распознавать Т-лимфоциты, и, следовательно, разными способами взаимодействуют с иммунными клетками. В качестве возбудителя заболевания авторы выбрали вирус лимфоцитарного хориоменингита, широко распространенный среди хомяков, крыс и мышей. У грызунов инфекция часто протекает бессимптомно, но при передаче человеку она вызывает у того лихорадку, сильную головную боль, а в тяжелых случаях — повреждение нервной системы.
 
Лабораторным мышам вводили препарат из вирусных частиц в низкой (всего 200 частиц) или высокой (2 миллиона частиц) дозах. В первом случае у животных развивалась острая инфекция, с которой иммунитет справлялся достаточно быстро, а во втором — хроническая. Спустя 30 дней ученые определяли количество Т-лимфоцитов и дендритных клеток в крови животных. Оказалось, что при хронической инфекции уровень XCR1+ дендритных клеток был почти в два раза выше, чем у быстро переболевших и здоровых мышей из контрольной группы. При этом количество клеток SIRPα+ было в десять раз меньше. Это указывает на то, что именно XCR1+ активно работают при хроническом заболевании и активируют Т-лимфоциты. Следовательно, этот тип дендритных клеток можно использовать при комбинированной иммунотерапии для усиления противовирусного ответа.
 
Чтобы доказать, что XCR1+ дендритные клетки действительно можно использовать для активации иммунитета, авторы искусственно стимулировали у мышей с хронической инфекцией выработку XCR1+ дендритных клеток, увеличив их уровень примерно на порядок. Оказалось, что вслед за числом дендритных клеток существенно возросла активность Т-лимфоцитов, что привело к значительному снижению количества вирусных частиц в селезенке, печени и легких мышей. 
«Наше исследование показало, что XCR1+ дендритные клетки можно использовать в качестве компонента комбинированной терапии для лечения различных хронических вирусных инфекций. Это поможет бороться с заболеваниями, с которыми иммунная система продолжительное время не может справиться сама. Сейчас на основе полученных данных мы разрабатываем математическую модель, описывающую регуляцию Т-клеточного иммунного ответа при хронических инфекциях. Она будет полезна для проектирования оптимальных режимов иммунотерапии», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Геннадий Бочаров, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ИВМ имени Г. И. Марчука РАН, профессор кафедры математики, механики и математического моделирования Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова (Москва).
Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ
11 февраля, 2025
Ученые разработали самую вместительную «упаковку» для молекулярного водорода
Ученые синтезировали полые наносферы из кварцевого стекла (диоксида кремния) для хранения молекуля...
10 февраля, 2025
Высокогорная стоянка рассказала об охотничьих стратегиях населения Кавказа в древности
Ученые открыли новую высокогорную стоянку на северо-центральном Кавказе и выяснили, что древние ох...