Если вы когда-нибудь задумывались, как вакцина, введенная несколько десятилетий назад, все еще может защитить от инфекции, вы должны поблагодарить свои плазматические клетки. Плазматические клетки – это долгоживущие В-клетки, которые находятся в костном мозге и вырабатывают антитела против ранее встречавшихся вакцин или патогенов.
Хотя плазматические клетки являются жизненно важными компонентами иммунной системы, они также могут способствовать развитию заболеваний, как в случае аутоиммунных заболеваний, таких как волчанка и ревматоидный артрит, а также при некоторых видах рака, таких как множественная миелома.
Теперь группа исследователей из Школы ветеринарной медицины Пенсильванского университета пришла к лучшему пониманию того, как эти клетки поддерживаются. Используя специальный микроскоп, который фиксирует движение и взаимодействие клеток в живых организмах, ученые обнаружили, что в костном мозге иммунные клетки, называемые регуляторными Т-клетками, тесно взаимодействуют с плазматическими клетками и поддерживают их. Когда Т-лимфоцитов нет, плазматические клетки исчезают.
"Это взаимодействие было совершенно неожиданным," сказал старший автор Кристофер А. Хантер, Минди Халикман Хейер, заслуженный профессор патобиологии и заведующий кафедрой патобиологии Penn Vet. "Если мы сможем понять, что контролирует эти долгоживущие плазматические клетки, то, возможно, мы сможем усилить это взаимодействие, создав больше плазматических клеток, например, для повышения эффективности вакцины. Или, если вы хотите ограничить аутоиммунитет или рак, возможно, есть возможность нарушить эту нишу, чтобы смягчить некоторые из этих состояний."
Исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, возглавляли два стажера в лаборатории Хантера, Ариэль Глатман Зарецки и Кристоф Конрад, а также группа исследователей из Penn Vet, Медицинской школы Перельмана Пенна, Гарвардской медицинской школы, Университета Осаки, Medimmune. , Калифорнийский университет в Сан-Диего и Институт Вистар.
Лаборатория Хантера давно исследовала, как иммунная система реагирует на заражение паразитом Toxoplasma gondii. Они использовали высокотехнологичную микроскопию для визуализации динамики иммунных клеток и других структур в живых организмах.
Эта специализированная визуализация позволила сделать удивительное открытие. Видео костного мозга мыши, подвергшейся воздействию T. gondii показал, что плазматические клетки животного исчезли, а затем вернулись, когда инфекция была под контролем.
Несколько других групп наблюдали аналогичное поведение плазматических клеток в ответ на системное воспаление или инфекцию, но причина снижения количества плазматических клеток оставалась неясной.
"Мы не знаем, покидают ли эти клетки костный мозг или умирают там во время инфекции, но в любом случае они ушли," сказал Глатман Зарецкий. "И это создало отличную систему, позволяющую понять, какие виды клеточных взаимодействий обычно создают благоприятную среду и позволяют плазматическим клеткам оставаться в ней."
Исследовательская группа заметила, что регуляторные Т-клетки, которые Хантер называет "инспекторы по охране труда и технике безопасности" иммунной системы, поскольку они поддерживают иммунные ответы на соответствующем уровне, были расположены в той же области костного мозга, что и плазматические клетки, рядом с кровеносными сосудами. И, когда мыши подверглись инфекции, эти "Рег" резко снизился, так же как плазматические клетки.
Вместе эти наблюдения напомнили о более раннем открытии другой группы ученых, которое показало, что T reg играют ключевую роль в защите костного мозга от воспаления. Другими словами, он предположил, что T regs делают костный мозг иммунно-привилегированным участком, защищая его жизненно важные компоненты от потенциально разрушительного воздействия инфекции или иммунного ответа.
Интересно, взаимодействуют ли эти T-reg с плазматическими клетками, исследователи изучили оба типа клеток у мышей, у которых T-reg помечены зеленым флуоресцентным маркером, и плазматические клетки, помеченные желтым. Они обнаружили, что T regs, по-видимому, тесно взаимодействуют с плазматическими клетками в течение длительных периодов времени.
"Никто раньше не соединял эти два типа клеток вместе," Хантер сказал. "Тем не менее, когда мы посмотрели, мы увидели, что эти взаимодействия не были редкими, но были частыми и продолжительными."
Дальнейшие исследования показали, что оба этих типа клеток также взаимодействуют с дендритными клетками, которые, как считается, способствуют выживанию плазматических клеток. Исследователи также продемонстрировали, что T regs необходимы для поддержания плазматических клеток, показывая, что повышение выживаемости T reg у мышей во время инфекции увеличивает количество плазматических клеток и что экспериментальное истощение T regs приводит к уменьшению количества плазматических клеток.
Работа дает представление о том, как организм может поддерживать плазматические клетки так долго, гарантируя, что они будут действовать даже спустя годы после того, как была введена вакцина или была побеждена более ранняя инфекция. Они также закладывают основу для нацеливания на эту популяцию клеток – подвиг, который до сих пор ускользнул от ученых – для облегчения аутоиммунных заболеваний, возникающих из-за несоответствующего производства антител, или для лечения рака, который формируется из плазматических клеток.