Ученые Исследовательского института Скриппса (The Scripps Research Institute) открыли ранее неизвестный механизм регулирования реакции организма на патогены, такие как бактерии и вирусы. Открытие ставит под сомнение давно принятые в иммунологии догмы и может оказать влияние на самые разные ее области – от назначения вакцин до причин развития аутоиммунных заболеваний.

Результаты исследования, проведенного профессором Майклом Мак-Хейзер-Вильямсом (Michael McHeyzer-Williams), опубликованы в Nature Immunology.

В центре внимания нового исследования находятся плазматические клетки, являющиеся составной частью иммунной системы. Считается, что они вырабатывают большие количества антител – адресных белков, борющихся с болезнями. Однако новое исследование показывает, что плазматические клетки функционируют и по принципу отрицательной обратной связи, в результате чего оказывают влияние на функцию других, более высоких рангом, иммунных клеток, называемых фолликулярными Т-хелперами (follicular helper T cells - TFH).

«Плазматические клетки не только способны синтезировать высокоспецифичные антитела, но и принимают участие в регуляции процесса, создающего зрелый иммунный ответ», - говорит Надеж Пеллетье (Nadege Pelletier), научный сотрудник лаборатории Мак-Хейзер-Вильямса, первый автор статьи.

До этой работы ученые считали плазматические клетки простыми солдатами в борьбе с «иностранными захватчиками», не обладающими способностью управлять ходом будущих сражений.

Иммунная система - армия нашего организма, и как настоящая армия она выявляет и уничтожает захватчиков, таких как патогенные бактерии и вирусы, вызывающие заболевания. Иммунная система должна узнавать и клетки своего собственного организма («гражданских лиц»), чтобы не принимать их за захватчиков. Иммунная система состоит из врожденного (неспецифического) и приобретенного, адаптивного (специфического) компонентов. Адаптивная иммунная система обеспечивает способность узнавать и запоминать специфические патогенны. Она способна создавать сильную оборону при повторной встрече с конкретным патогенном.

Лаборатория Мак-Хейзер-Вильямса сфокусировала свое внимание на понимании главных событий, происходящих во время иммунной реакции, особенно на регулировании процессов с участием В-клеток и Т-хелперов – двух основных типов клеток нашей адаптивной иммунной системы.

Т-хелперы не способны убивать или бороться с антигенами напрямую. Они – «генералы» адаптивной иммунной системы, и, как генералы, они отдают приказы в форме активации и управления другими иммунными клетками, чтобы те могли выполнять свою работу. В-клетки ответственны за борьбу с инфекцией. Судьбу В-клеток определяют случайные встречи между фолликулярными Т-хелперами (подтипом Т-хелперов, специализированном на реакциях с В-клетками) и В-клетками, специфичными для того же патогенна. Они могут либо стать плазматическими клетками (фабриками по производству антител) во время острой фазы иммунного ответа, либо создавать память о патогенах с тем, чтобы в следующий раз организм мог встретиться с этим противником во всеоружии.

Плазматические клетки фазы острой иммунной реакции вырабатываются через несколько дней после заражения и борются с возбудителями с помощью антител с низким аффинитетом (сродством) к патогену. Плазматические клетки памяти вырабатываются позднее, и их роль состоит в предотвращении повторного заражения: они секретируют специфические и чрезвычайно высокоаффинные (плотно взаимодействующие) антитела, циркулирующие по всему организму как часовые, готовые нейтрализовать возбудителей при повторном заражении так, что патогены устраняются до появления симптомов заболевания.

Необычное поведение именно этих высокоэффективных и специализированных антитело-секретирующих плазматических клеток оказалось в центре внимания лаборатории Мак-Хейзер-Вильямса.

Ученые показали, что плазматические клетки не только синтезируют антитела, но и регулируют программу и функцию TFH-клеток по принципу обратной связи. Таким образом, они также оказываются вовлеченными в регуляцию иммунного ответа организма. Плазматические клетки выполняют эту функцию, действуя как антиген-презентирующие клетки: они представляют антиген (небольшие фрагменты патогена) TFH-клеткам, но вместо того, чтобы вызвать активацию и пролиферацию Т-клеток, как это делают другие антиген-презентирующие клетки, они подавляют эти функции TFH-клеток. Таким образом, иммунная система держит свой ответ под контролем, ограничивая выработку новых плазматических клеток и сосредотачиваясь на создании эффективной и зрелой памяти.

«Мы показали, что плазматические клетки способны представлять антиген, как это делают дендритные или В-клетки», - говорит Пеллетье, но в отличие от профессиональных антиген-презентирующих клеток, они подавляют выработку ключевых факторов роста Т-клеток (TFH), уменьшая их количество и делая их менее доступными для оказания помощи… Таким образом, плазматические клетки, которые являются конечным продуктом иммунного ответа, функционируют в качестве датчиков для удержания иммунной реакции под контролем».

Для доказательства того, что плазматические клетки прямо или косвенно ограничивают функции TFH-клеток, ученые использовали нокаутированных мышей с отсутствием способности вырабатывать определенный белок. Они показали, что в отсутствии плазматических клеток наблюдается увеличение количества TFH в зародышевом (герминативном) центре (микроокружении лимфатических узлов, где размножаются, созревают и отбираются на основе их высокого аффинитета к антигену специфические В-клетки). Пеллетье отмечает, что ограничение количества TFH в зародышевом центре важно для отбора самых высокоаффинных зрелых В-клеток.

«В этом случае формируется самая лучшая из возможных иммунная память», - подчеркивает он.

Таким образом, работа имеет большое значение для той области иммунологии, которая занимается разработкой вакцин и вакцинацией.

Другие исследования позволяют предположить, что накопление TFH в герминативном центре приводит к его увеличению, что ассоциируется с аутоиммунитетом. Однако ученые предупреждают, что прежде чем можно будет делать выводы о роли плазматических клеток в сдерживании аутореактивности и, следовательно, аутоиммунных заболеваний, нужны дальнейшие исследования.