Джуст Белтман (LACDR, Лейденский университет) предоставил новые идеи о том, как клетки Т-киллеров мигрируют к клеткам, инфицированным вирусом. Это было достигнуто путем сочетания экспериментальных исследований в группе Тона Шумахера (Голландский институт рака, NKI) и компьютерного моделирования в сотрудничестве с Робом де Буром (Утрехтский университет). Результаты опубликованы в декабрьском выпуске журнала иммунологии.
Клетки-киллеры нашей иммунной системы постоянно ищут злокачественные клетки или патогены, которые необходимо уничтожить. Из кровотока они перемещаются в окружающие ткани и взаимодействуют с другими клетками. Хорошо известно, что хемокиновые рецепторы важны для движения и локализации иммунных клеток. Недавно исследователи обнаружили, что присутствие хемокинового рецептора CXCR3 на клетке-киллере способствует их связыванию с инфицированными вирусом клетками. Однако оставалось неясным, через какой процесс миграции киллеры попадают в инфицированные клетки, что может происходить либо путем случайной миграции, либо путем направленной миграции (хемотаксис).
В исследовании Белтмана с соавторами кожа эпидермиса была инфицирована флуоресцентным вирусом простого герпеса. Впоследствии инфицированные клетки кожи и клетки-киллеры были визуализированы с помощью конфокальной микроскопии. Через день после заражения можно было наблюдать небольшие группы инфицированных клеток, окруженные клетками-киллерами.
На первый взгляд казалось, что клетки-киллеры беспорядочно мигрируют и останавливаются рядом с инфицированными клетками. Тем не менее, исследователи использовали подробный анализ, чтобы показать, что существует небольшое предпочтение миграции в сторону зараженных территорий. Напротив, без рецепторов CXCR3 миграционное поведение уже нельзя было отличить от случайного блуждания. В заключение, клетки-киллеры использовали очень тонкую форму хемотаксиса для выявления инфицированных клеток, и это зависело от CXCR3.
Компьютерное моделирование
Тем не менее, значение незаметной миграции в сторону зараженных областей еще не было ясным. Поэтому исследователи разработали компьютерное моделирование на основе клеточных путей, которые были измерены за короткие периоды времени, чтобы предсказать пути на более длительные периоды в несколько часов. Для сравнения, моделирование также было создано для полностью случайных путей, но с равными скоростями ячеек.
Это компьютерное моделирование продемонстрировало, что клетки с небольшим миграционным компонентом в направлении зараженной области попадают в зараженную область чаще и быстрее, чем беспорядочно движущиеся клетки. Таким образом, хотя направленная миграция клеток-киллеров очень мала и практически незаметна, она имела очень важный биологический эффект с точки зрения увеличения вероятности прибытия клеток-киллеров в инфицированные области и, таким образом, в излечении инфекции.
Уничтожение опухолевых клеток
Пока неясно, является ли направленная миграция клеток-киллеров общим явлением, которое также имеет место при других инфекциях или раковых заболеваниях. Другое исследование исследовательской группы Джуста Бельтмана в LACDR фокусируется на моделировании миграционного поведения клеток-киллеров и опухолевых клеток, а также на факторах, которые влияют на разрушение опухолевых клеток. Это важно для иммунотерапии рака, в которой клетки-киллеры используются для разрушения опухолей, а также для лечения, направленного на противодействие метастазированию рака.