Это ключевой вывод из двух статей в журнале Nature, публикация которых запланирована на 13 декабря. Их результаты дают повод для дискуссии среди иммунологов о развитии Т-клеток памяти с потенциальными последствиями для разработки вакцины.Т-клетки памяти CD8 обучены убивать клетки, которые могли быть инфицированы вирусом или проявлять признаки непринадлежности. Что отличает CD8 Т-клетки памяти от нетренированных наивных клеток, так это то, что они могут реагировать быстро, в течение нескольких минут или часов.
Новое исследование показывает, как они это делают — их гены готовы реагировать даже спустя годы после первоначальной активации, говорит Рафи Ахмед, доктор философии, директор Центра вакцин Эмори и старший автор обеих статей.«Когда они становятся Т-клетками памяти, клетки дедифференцируются — или, по сути, снова становятся молодыми.
Это то, чем мы все хотим заниматься», — говорит он.Ахмед и его коллеги пришли к такому выводу, отслеживая паттерны экспрессии генов и метилирования ДНК в Т-клетках памяти CD8 и сравнивая их с наивными Т-клетками CD8 и эффекторными (пешими) клетками.«Мы видим, что Т-клетки памяти CD8 не забывают, откуда они пришли», — говорит Ахмед, видный ученый Исследовательского альянса Джорджии. «Они держатся одной ногой и в наивных, и в действенных шатрах».В одной статье исследуются мыши, остро инфицированные часто изучаемым вирусом, а в другой — иммунные клетки добровольцев, иммунизированных вакциной против желтой лихорадки.
Первым автором статьи о мышах является Бен Янгблад, доктор философии, ныне работающий в Детской исследовательской больнице Сент-Джуда.Первым автором статьи о людях, в которой используется маркировка тяжелой воды для отслеживания иммунных клеток с течением времени, является Рама Аконди, доктор философии, доцент кафедры микробиологии и иммунологии Медицинской школы Университета Эмори. Исследование тяжелой воды проводилось в сотрудничестве с клиникой Хоуп при Центре вакцин Эмори и лабораторией Марка Хеллерштейна, доктора медицины, доктора философии Департамента диетологии и токсикологии Калифорнийского университета в Беркли.Споры о Т-клетках памяти, которые могут сохраняться в организме в течение десятилетий, заключались в том, развиваются ли они из эффекторных клеток, большинство из которых умирает во время иммунного ответа, или непосредственно из подмножества наивных клеток.
Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи изучили гены, которые включаются в наивных клетках, выключаются в эффекторных клетках, а затем снова включаются в клетках памяти. Примером может служить ген L-селектина, молекулы адгезии, необходимой для того, чтобы иммунные клетки попали в лимфатические узлы.Ученые Эмори обнаружили, что клетки-предшественники памяти повторно экспрессируют гены, такие как L-селектин, и совершают этот сдвиг, стирая ранее приобретенное метилирование этих генов. Кроме того, они показали, что фермент метилирования ДНК участвует в ограничении развития Т-клеток памяти.
Метилирование ДНК — это эпигенетическая модификация, которая обычно выключает гены.Мечение тяжелой водой — это метод, который позволяет ученым проследить, как часто клетки делятся; дейтерий включается в каждую вновь синтезируемую ДНК или белок, происходящий во время деления клетки. Тяжелая вода не радиоактивна и используется в клинических исследованиях с 1930-х годов.
По словам Аконди, у добровольцев, получивших вакцину против желтой лихорадки и потреблявших тяжелую воду, дейтерием были отмечены эффекторные Т-клетки CD8. По ее словам, клетки памяти сохранили этикетку даже после того, как добровольцы прекратили употребление тяжелой воды, что показывает, что клетки памяти произошли от эффекторов.
Исследователи смогли увидеть, что специфические для вакцины Т-клетки памяти произошли из клеток, которые сильно делились в первые две недели после вакцинации. Однако после этого клетки памяти успокоились, делясь реже одного раза в год.
Эффекторные Т-клетки CD8 продуцируют высокие уровни гранзима В и перфорина, инструментов для выполнения своих «убийственных» функций. Ученые обнаружили, что долгоживущие CD8 Т-клетки памяти человека не содержат белков гранзима В и перфорина, но они также не отключают эти гены полностью.
Клетки остаются готовыми к действию.«Мы думаем, что Т-клетки памяти CD8 сохраняют« эпигенетическую подпись »перехода через эффекторное состояние», — говорит Аконди. «Эффекторные гены остаются неметилированными и готовы к повторной активации».
В то время как в этих статьях исследуется развитие Т-лимфоцитов памяти CD8, Ахмед говорит, что полученные данные также могут иметь отношение к Т-лимфоцитам памяти CD4, которые являются основным резервуаром устойчивости ВИЧ. По его словам, понимание того, как повторно активируются Т-клетки памяти CD4, может помочь в устранении ВИЧ из организма.