Исследователи из Центра Макса Дельбрюка обнаружили, что механизм клеточного гомеостаза, называемый аутофагией, играет важную роль в обеспечении нормального деления Т-клеток. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Cell Biology, могут помочь усилить реакцию на вакцину у пожилых людей.
Когда Т-клетки-киллеры нашей иммунной системы делятся, они обычно подвергаются асимметричному делению: каждая дочерняя клетка наследует разные клеточные компоненты, что приводит к разделению клеток на разные типы: одна становится короткоживущей эффекторной Т-клеткой, а другая — долгоживущей Т-клеткой памяти.
Исследование, проведённое профессором Марианой Борса из Оксфордского университета и её коллегами, впервые показало, что клеточная аутофагия — механизм «уборки», с помощью которого клетки расщепляют и перерабатывают клеточный груз, — играет ключевую роль в этом процессе принятия решений.
«Исследование предоставляет первые доказательства того, что аутофагия играет ключевую роль в нормальном прохождении Т-клетками процесса апоптоза», — говорит Борса. «Мы обнаружили, что при делении стволовых Т-клеток дочерние клетки наследуют разные митохондрии, что влияет на судьбу Т-клеток, — говорит Борса. — Поняв этот процесс, мы сможем думать о том, как сохранить функцию клеток иммунной памяти с возрастом».
Чтобы более детально изучить аутосомно-доминантное расщепление, исследователи использовали новую модель мышей MitoSnap, в которой можно последовательно помечать митохондрии и различать их в материнских и дочерних клетках. Т-клетки содержат много митохондрий. Отслеживая, как старые и повреждённые митохондрии распределяются между дочерними клетками, ученые обнаружили, что в здоровых клетках аутофагия играет ключевую роль в избавлении одной дочерней клетки от старых митохондрий.
Такой профиль наследования привёл к тому, что клетка стала долгоживущей клеткой-предшественником памяти — иммунной клеткой, которая «запоминает» патоген и начинает быстро делиться при повторной встрече с ним. Тем временем другая дочерняя клетка, получившая более старые митохондрии, стала короткоживущей эффекторной Т-клеткой — типом иммунной клетки, которая быстро делится, чтобы противостоять непосредственной угрозе. Эти клетки погибают, когда угроза устранена.
При нарушении аутофагии эта тщательная сортировка нарушилась. Обе дочерние клетки унаследовали повреждённые митохондрии и, следовательно, были обречены на короткую жизнь. «Было удивительно узнать, что аутофагия играет роль не только в поддержании жизнедеятельности клеток, — говорит Борса. — Наши результаты указывают на асимметричное наследование митохондрий как на потенциальную терапевтическую цель для омоложения Т-клеток памяти».
Усиливая аутофагию до или во время деления Т-стволовых клеток, можно увеличить количество клеток памяти — основу долгосрочного иммунитета и эффективности вакцины. Более того, исследователи обнаружили, что эффекторные клетки с повреждёнными митохондриями в значительной степени зависят от метаболического пути, называемого одноуглеродным метаболизмом. По словам Борсы, воздействие на этот путь может стать ещё одним способом изменить иммунный баланс, подтолкнув Т-стволовые клетки к превращению в клетки памяти, а не в эффекторные.
В долгосрочной перспективе это исследование поможет разработать стратегии по омоложению стареющей иммунной системы, повышению эффективности вакцин и усилению защиты от инфекций. Ученые планируют проверить свои выводы на Т-клетках человека.
