Иммунные клетки, как выяснили специалисты Университета Макгилла, умеют распознавать жёсткость окружающих тканей и учитывают эту физическую информацию при формировании долговременной защиты организма от инфекций. Ранее считалось, что тканевые резидентные Т-клетки памяти — клетки, которые остаются в тканях после перенесённой инфекции и быстро реагируют на повторное появление той же угрозы, — ориентируются преимущественно на химические сигналы. Результаты новой работы, опубликованной в журнале Nature Immunology (иммунология природы), заставляют пересмотреть это представление.
Авторы установили, что Т-клетки способны оценивать плотность своего окружения и на основе этих данных решать, превращаться ли им в долгоживущие клетки памяти. По мнению исследователей, приспособление к более сильным механическим воздействиям внутри тканей может быть важным условием выживания таких защитных клеток на протяжении длительного времени. «Это захватывающее фундаментальное открытие, которое меняет наши представления об иммунных клетках, — заявила ведущий автор работы Джудит Мандл, профессор кафедры физиологии Макгилла. — Оно говорит о том, что Т-клетки могут «чувствовать» своё окружение и подстраиваться под него, а физическая среда выступает активной силой, формирующей их поведение».
В исследовании участвовали учёные с кафедры физиологии Макгилла, из Центра изучения боли имени Алана Эдвардса, с кафедры биоинженерии и из Медицинского центра Университета Макгилла, а также их коллеги из Нидерландов и Соединённых Штатов. Чтобы проверить, влияет ли физическое окружение на поведение Т-клеток, специалисты взяли иммунные клетки человека и мышей и поместили их в специально созданные коллагеновые гели, имитирующие ткани разной жёсткости. Эксперименты показали чёткую закономерность: чем плотнее становился гель, тем чаще Т-клетки приобретали свойства, характерные для тканевых резидентных клеток памяти, обеспечивающих долгосрочную иммунную защиту. Эти данные свидетельствуют о том, что физические свойства окружающих тканей помогают определять развитие иммунных клеток и добавляют важный новый аспект в понимание иммунной памяти.
Понимание того, как Т-клетки реагируют на физические условия, в перспективе может открыть новые подходы к лечению болезней, при которых иммунная система по ошибке атакует здоровые ткани. К ним относятся аутоиммунные расстройства, аллергии и осложнения, связанные с отторжением трансплантата. Открытие может оказаться значимым и для онкологии, особенно для совершенствования методов лечения, использующих иммунную систему в борьбе с опухолями. «Опухоли часто плотные, и иммунным клеткам физически трудно их проникать. Понимание того, как Т-клетки приспосабливаются к такой среде, может помочь исследователям создавать противоопухолевую иммунотерапию, которая лучше добирается до опухолей и атакует их», — отметила Мандл.
Сейчас учёные намерены найти конкретный молекулярный сенсор, позволяющий Т-клеткам улавливать физические параметры окружения. Выяснение того, как этот сенсор превращает механические силы в изменения поведения клетки, может помочь объяснить, каким образом иммунная система формирует длительную защиту. Работа получила поддержку от Программы изучения рубежей человечества, Канадских институтов исследований в области здравоохранения, Канадского фонда инноваций, Совета по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады и Национальных институтов здравоохранения США.