Подобно тому, как мозг формирует воспоминания о знакомых лицах, иммунная система запоминает патогены, с которыми она сталкивалась в прошлом. Т-клетки с этими воспоминаниями циркулируют в кровотоке в поисках мест новой инфекции.
Однако недавно исследователи показали, что Т-клетки памяти, специфичные для вирусных инфекций, также могут поселиться в определенных тканях. Там они стоят на страже, готовые быстро отреагировать на первые признаки повторного заражения.
Теперь исследование, проведенное командой из Школы ветеринарной медицины Пенсильванского университета, показывает, что эти резидентные Т-клетки памяти также образуются в ответ на паразитарную инфекцию. Новое исследование показало, что после заражения паразитарным заболеванием лейшманиозом в коже осталась популяция Т-клеток с памятью о паразите.
Это первый случай, когда группа Т-клеток была обнаружена в ткани в ответ на паразитарную инфекцию, и это открытие может помочь в разработке эффективной вакцины против лейшманиоза, а также других заболеваний, таких как туберкулез. и проказа.
Филип Скотт из Penn Vet, заместитель декана по исследованиям и академическим ресурсам и профессор иммунологии, был старшим автором исследования, которое аспирант Нельсон Д. Гленни привела. Венката А из Penn Vet. Ерамиллы Даниил П. Бейтинг и Сьюзан В. Волк внес свой вклад вместе с Кейси Т. Уивер из Университета Алабамы в Бирмингеме.
Исследователи сообщили о своих выводах в Журнале экспериментальной медицины.
Лейшманиоз, поражающий 12 миллионов человек в тропиках, а также собак и других млекопитающих, передается москитами. Кожная форма заболевания вызывает кожные язвы, которые иногда могут приводить к обезображивающему повреждению тканей.
Более трех десятилетий работа Скотта была сосредоточена на ответе иммунной системы на инфекцию Leishmania и, в частности, на роли Т-клеток. Т-клетки обнаруживают захватчиков в организме и могут убивать инфицированные клетки либо напрямую, в случае Т-лимфоцитов CD8, либо косвенно, в случае Т-лимфоцитов CD4, заручившись помощью других иммунных клеток. Лаборатория Скотта обнаружила, что клетки CD4 особенно важны в борьбе с лейшманиозом.
После заражения популяция Т-клеток памяти остается в организме, чтобы быстро отреагировать в случае повторного заражения. Тем не менее, результаты лаборатории Скотта подтвердили идею о том, что циркулирующие Т-клетки – не единственный способ защиты иммунной системы от повторного заражения.
Исследования в лаборатории показали, что перенос циркулирующих CD4 Т-клеток от мыши, которая заразилась, а затем выздоровела от инфекции лейшмании, мыши, никогда не болевшей этой инфекцией, известна как "наивный" животное, предлагающее частичную, но не полную защиту от последующего заражения.
"Перенос клеток наивному животному не обеспечит такой же уровень защиты, как у животных, от которых они произошли," Скотт сказал. "Так что всегда было ощущение, что чего-то не хватает."
Возможно, подумали исследователи, недостающий элемент был типом резидентных CD4 Т-клеток памяти.
Взяв мышей, переболевших лейшманиозом, а затем выздоровевших от него, команда Скотта искала Т-лимфоциты, специфичные для паразитов Leishmania, на участках кожи как в очаге инфекции, так и в других местах. Они обнаружили клетки, чувствительные к лейшмании, по всей коже этих мышей, даже в местах, удаленных от первоначального заражения, в течение года после заражения.
"Было немного удивительно, что в коже было так много клеток, реагирующих на лейшманию," Скотт сказал, "но это все равно оставило нас с: ну, может быть, это просто циркулирующие клетки, которые случайно были обнаружены в коже."
Чтобы определить, действительно ли клетки памяти находятся в коже, а не просто пополняются из системы кровообращения, исследователи перенесли кожные трансплантаты от мышей, которые болели лейшманиозом, мышам, у которых не было. Восприимчивые к паразитам клетки CD4 сохранялись в трансплантатах не менее четырех недель, подтверждая, что клетки были резидентными и не циркулировали.
Дальнейшие эксперименты показали, что в коже инфекция лейшманиоза побуждает гены, участвующие в иммунном ответе, увеличивать производство. Исследователи также обнаружили, что резидентные клетки памяти CD4, специфичные для лейшмании, могут привлекать другие Т-клетки к месту заражения, что является необходимым шагом для уничтожения вторгшихся паразитов.
Наконец, исследователи хотели посмотреть, могут ли эти резидентные в тканях клетки CD4 бороться с инфекцией в одиночку или им также нужны циркулирующие клетки CD4 для создания иммунного ответа. Они обнаружили, что наивные мыши, которым был трансплантат кожи от ранее инфицированной мыши, не могли эффективно контролировать инфекцию. Однако, если неинфицированная мышь также получала инъекцию Т-лимфоцитов, чувствительных к лейшмании, она могла реагировать на последующую инфекцию, как и мышь, у которой развился естественный иммунитет.
Полученные данные не только показывают, что резидентные клетки памяти CD4 T играют ключевую роль в защите от повторного заражения, они также содержат важные подсказки для создания эффективной вакцины от лейшманиоза и, возможно, других инфекций. В настоящее время вакцины от лейшманиоза не существует.
"Теперь, когда мы знаем, какую важную роль играют эти резидентные клетки, мы хотим разработать вакцины, которые генерируют эти самонаводящиеся в ткани клетки," Скотт сказал.
Было показано, что метод, который когда-то использовался для вакцинации против оспы, царапая кожу в процессе, известном как скарификация, эффективно генерирует резидентные в тканях клетки памяти.
Скотт предупредил, что хотя это более глубокое понимание резидентных Т-клеток памяти может иметь последствия для жизни, у этих клеток может быть и темная сторона.
"Теперь, когда мы знаем, что эти клетки существуют, имеет смысл спросить, могут ли они участвовать в аутоиммунных заболеваниях," Скотт сказал.