Респираторный Т-клеточный иммунитет быстро ослабевает и создание долговременной памяти слизистых оболочек остается серьезной проблемой.
Исследователи из Висконсинского университета (США) определили возможный способ создания вакцин более длительного действия против респираторных вирусов, таких как грипп и коронавирус. Работа, опубликованная 25 марта в журнале Cell Reports, посвящена Т-клеткам, типу иммунных клеток, которые помогают контролировать инфекции, убивая инфицированные вирусом клетки. В отличие от антител — основы большинства современных вакцин, которые могут терять эффективность по мере мутации вирусов, — Т-клетки распознают более стабильные части вирусов, обеспечивая более широкую защиту. Однако проблема создания вакцин на основе Т-клеток заключается в их относительно коротком сроке службы. Новое исследование проливает свет на неожиданный потенциальный обходной путь. "Мы, по сути, открыли механизм, на который мы можем воздействовать, — новый ключ к созданию долгоживущих Т-клеток", - говорит М. Суреш, возглавлявший исследование.
Большинство вакцин разработаны таким образом, чтобы стимулировать выработку антител, блокирующих инфекцию. Такой подход хорошо работает при многих инфекционных заболеваниях, но он может оказаться неэффективным в борьбе с быстро мутирующими вирусами. Для таких вирусов, как SARS-CoV-2 и сезонный грипп, предусматривается регулярное обновление вакцин для борьбы с новыми вариантами вируса и поощрение населения к ежегодному получению новейших прививок от гриппа и COVID. Но у этой стратегии есть свои подводные камни. "Из-за пандемии, которую мы пережили, люди просто устали от вакцинации", - говорит Суреш. Способность использовать Т-клетки может стать потенциально более эффективным путем. Вместо того, чтобы предотвращать инфекцию напрямую, Т-клетки помогают снизить тяжесть заболевания и способствуют скорейшему выздоровлению, выявляя и уничтожая инфицированные клетки.
Поскольку Т-клетки распознают внутренние вирусные белки, которые со временем практически не меняются, они могут оставаться эффективными даже при мутации вирусов. Однако ключевой проблемой является надежность защиты, обеспечиваемой Т-клетками, особенно в легких, где часто возникают респираторные инфекции. Лаборатория Суреша изучает специализированную группу иммунных клеток, известных как Т-клетки тканевой памяти, которые остаются в легких и дыхательных путях в качестве первой линии защиты. Эти клетки могут быстро реагировать на инфекцию. "Но проблема в том, что они не сохраняются очень долго", - говорит Суреш. - Они исчезают, и мы до сих пор не знаем почему".
В новом исследовании Суреш и его коллеги изучили, что происходит в первые часы после вакцинации, когда активируется врожденная иммунная система организма. Различные типы патогенов запускают различные ранние воспалительные сигналы, которые "программируют" Т-клетки памяти распознавать инфицированные клетки и преследовать их. Группа Суреша задалась вопросом, может ли изменение этих сигналов изменить процесс развития Т-клеток. Используя экспериментальный подход к вакцинации на мышах, исследователи сравнили два типа ранних иммунных сигналов: один, имитирующий вирусную инфекцию и другой, напоминающий бактериальную реакцию. Разница была поразительной. "Когда у нас было вирусоподобное воспаление, Т-клетки памяти ослабевали, и мы быстро теряли защиту", -рассказал Суреш. "Но когда мы создали бактериоподобное воспаление, у мышей развился другой тип Т-клеток памяти, которые на самом деле сохранялись и защищали дольше".
По словам Суреша, более долговечные клетки обладали характеристиками, сходными со стволовыми клетками, включая способность к сохранению и регенерации. Что еще более удивительно, эти клетки смогли адаптироваться при столкновении с вирусом. Когда исследователи подвергли вакцинированных мышей воздействию инфекции, Т-клетки переключились на более типичный режим борьбы с вирусами. Такая гибкость предполагает, что Т-клетки могут сочетать долговечность со способностью эффективно бороться с вирусной инфекцией.
Полученные данные открывают потенциальный путь к созданию вакцин, которые обеспечивают более широкую защиту от различных вариантов вирусов. "Продолжительность иммунитета очень важна", - говорит Суреш. "Можем ли мы проводить вакцинацию реже и могут ли прививки защитить от новых штаммов?". Исследование также подчеркивает важность обеспечения иммунитета в местах проникновения инфекции. В случае респираторных заболеваний это может означать разработку вакцин, которые действуют в носовой полости и легких.
Текущее исследование проводилось на мышах. Авторы работы планируют протестировать этот подход на приматах и на моделях, которые лучше отражают разнообразие иммунной системы человека. Также будут изучены способы направления иммунных клеток в легкие после традиционной вакцинации — стратегия, которая может улучшить защиту, не требуя новых методов доставки.
