Более глубокое понимание того, как возникают и функционируют локализованные в тканях иммунные клетки, имеет решающее значение для разработки вакцин для слизистых оболочек.
Когда вирус попадает в легкие, иммунная система должна реагировать быстро. В легких существует собственное сообщество иммунных клеток, способных мгновенно организовать местную защиту. Исследователи из Базельского университета описывают роль специализированной группы клеток, которая управляет этим локальным ответом, заставляя соседние иммунные клетки работать сообща. Полученные результаты, опубликованные в журнале Immunity, могут проложить путь к созданию новых ингаляционных вакцин против респираторных вирусов, таких как грипп.
"Если вы хотите остановить вирус, вы должны закрыть ему дверь", - говорит руководитель исследования Кэролин Кинг. Ее исследовательская группа изучала грипп в мышиной модели инфекции. Ученые сообщают о ранее недооцененном подтипе вспомогательных Т-клеток, иммунных клетках, которые обычно находятся в лимфатических узлах, но мигрируют в легкие во время инфекции. Оказавшись там, эти Т-клетки начинают вырабатывать белок под названием HIF-1α, который ранее был известен как клеточный датчик стресса, но который также может включаться с помощью сигналов иммунной активации.
Исследователи использовали передовые методы визуализации, чтобы определить расположение различных иммунных клеток в легких. Во время инфекции в легких образуются небольшие временные иммунные узлы — структуры, которые функционируют как миниатюрные лимфатические узлы, объединяя иммунные клетки в одном месте для организации ответной реакции. Ученые обнаружили, что Т-клетки, продуцирующие HIF-1α, стратегически расположены на внешних краях этих центров, где они высвобождают сигнальные молекулы интерлейкина-21 (IL-21). Этот белок-мессенджер активирует соседние иммунные клетки: макрофаги, В-клетки, продуцирующие антитела, и естественные клетки-киллеры, позволяя им организовывать скоординированную местную защиту.
Чтобы лучше понять роль HIF-1α, исследователи использовали мышиную модель, которая позволила им отключить эту молекулу в определенный момент после заражения гриппом. "Это позволило нам понять, что на самом деле делает HIF-1α в легких, а не во время первоначального иммунного ответа в других частях организма", - объясняет Кинг. Когда исследователи отключили HIF-1α в этих Т-клетках, местная иммунная система разрушилась. Т-клетки вырабатывали меньше IL-21, что приводило к снижению количества макрофагов, других Т-клеток, естественных клеток-киллеров и В-клеток, продуцирующих антитела, в легких. В результате легкие оказались недостаточно подготовлены для борьбы со второй инфекцией, вызванной другим штаммом гриппа, - проблемой, с которой здоровая иммунная система обычно справляется с легкостью.
Интересно, что этот скоординированный ответ, по-видимому, имеет место не только при вирусных инфекциях. Исследователи также обнаружили эти Т-клетки, управляемые HIF-1α, в мышиной модели рака легких. В этом контексте эти клетки поддерживали борьбу иммунной системы с опухолевыми клетками, что указывает на их более широкую роль в защите организма хозяина.
Таким образом, исследование дает более четкое представление о роли, которую играют эти миниатюрные иммунные центры в легких. Подобные структуры формируются в тканях по всему организму при инфекциях, раке и хроническом воспалении, но их функция остается загадкой. Эти данные свидетельствуют о том, что они представляют собой нечто большее, чем просто локальные фабрики по производству антител, — они являются командными центрами для широкой и скоординированной иммунной защиты. Это открытие может послужить руководством при разработке ингаляционных вакцин для создания иммунной защиты в месте проникновения вируса и открыть новые перспективы для целенаправленной иммунотерапии тканей.
