Исследовательская группа из Онкологического центра Киммела при Университете Джонса Хопкинса выяснила, как CD8+ Т-клетки иммунной системы используют цистеин для контроля двух важнейших функций, конкурирующих за этот ресурс: способности иммунных клеток к размножению и уничтожению раковых клеток.
Исследование, опубликованное в журнале Cell, показало, что цистеин — аминокислота и фундаментальный строительный материал для всего живого — необходим Т-клеткам, но используется ими по-разному. Попадая в клетку, цистеин распределяется между двумя внутренними путями, которые определяют различное поведение Т-клеток. Один путь поддерживает рост и пролиферацию клеток, а другой регулирует иммунную активность, в том числе выработку молекул, борющихся с раком.
Используя различные лабораторные модели, ученые выяснили, что цистеин способствует выработке антиоксиданта глутатиона, который регулирует активность Т-клеток, а также помогает им размножаться и поддерживать противораковую функцию, поставляя серу для железо-серных кластеров (FeS), образующихся с помощью фермента NFS1.
«После того как цистеин попадает в клетку, он может вести себя по-разному, — говорит Эрика Пирс, старший автор исследования, заслуженный профессор кафедры онкологии и биохимии и молекулярной биологии. — Понимание того, куда и когда он попадает, крайне важно для определения поведения Т-клеток».
Когда исследователи ограничили поступление цистеина в организм лабораторных моделей, Т-клетки стали более активными и вырабатывали больше молекул, передающих иммунные сигналы, что усиливало их способность уничтожать раковые клетки, но при этом они теряли способность делиться и размножаться. Нарушение образования кластеров FeS препятствовало размножению Т-клеток и ослабляло противоопухолевый иммунитет.
Поскольку цистеин участвует в различных клеточных процессах, поддерживая разные иммунные функции, возможна выборочная модуляция использования цистеина внутри Т-клеток: его можно усиливать в одних процессах и подавлять в других. Цель состоит в том, чтобы сохранить полезные функции и предотвратить истощение CD8+ Т-клеток.
В ходе лабораторных исследований на мышах с моделью меланомы исследователи обнаружили, что Т-клетки, в которых отсутствует белок NFS1, хуже справляются с опухолью и демонстрируют признаки истощения. Напротив, повышение активности NFS1 усиливает пролиферацию Т-клеток и улучшает контроль над опухолью. Блокирование выработки глутатиона после первоначальной активации Т-клеток также усиливает противоопухолевый ответ.
Полученные результаты свидетельствуют о ранее не изученном уровне метаболического контроля над функциями иммунных клеток. Несмотря на то, что необходимы дополнительные исследования, полученные данные указывают на возможность избирательно воздействовать на то, как Т-клетки используют цистеин для поддержки иммунных реакций, направленных на борьбу с раком, и ограничивать процессы, подавляющие эту активность.
«Понимание того, как работают эти механизмы, открывает новые возможности для тонкой настройки Т-клеточных реакций при раке и других заболеваниях», — говорит Пирс.
[Фото: brgfx / Freepik.com]
