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).
Источник: пресс-служба РНФ.