Формирование Т-клеток

Как наставник, помогающий студентам-медикам выбирать между специальностями, белковый комплекс помогает формировать судьбу развивающихся Т-клеток, сообщают ученые детской исследовательской больницы Св. Иуды. Исследование появилось сегодня в журнале Science Immunology и доказывает, что метаболизм клеток играет важную роль в иммунной системе.

Иммунологи больницы Св. Иуды обнаружили, что белковый комплекс mTORC1, который регулирует рост клеток и метаболизм, действует в ответ на сигналы внутри и вокруг развивающихся Т-клеток и пересекается с метаболической активностью, чтобы влиять на то, становятся ли клетки обычными или нетрадиционными Т-клетками. К их удивлению, исследователи обнаружили, что нарушение mTORC1 привело к метаболическим изменениям, которые способствовали развитию нетрадиционных Т-клеток за счет обычных Т-клеток.

Исследование приходит на фоне волнения по поводу использования иммунной системы для борьбы с раком, приручения аутоиммунных заболеваний и борьбы с инфекционными заболеваниями. «Мы знаем, что обычные и нетрадиционные Т-клетки коренным образом отличаются друг от друга», – сказал Хунбо Чи, доктор философии, член факультета иммунологии больницы Св. Иуды. «Они выражают разные рецепторы клеточной поверхности. Клетки имеют разные функции, но до сих пор механизм, который помогает решать их судьбу, остается в значительной степени неизвестным».

Т-клетки играют центральную роль в адаптации иммунной системы, функционируя как элитные подразделения коммандос, обученные выявлению и ликвидации конкретных вирусов и других угроз. Развитие Т-клеток происходит в тимусе после незрелых (предшествующих) клеток в костном мозге, направляющихся туда, чтобы созреть и специализироваться. Их специальность опосредуется частично белковыми рецепторами на клеточной поверхности, известной как Т-клеточные рецепторы (TCR) или антигенные рецепторы. Т-клетки зависят от рецепторов Т-клеток для распознавания целей и реагирования на изменяющиеся условия.

У людей подавляющее большинство рецепторов Т-клеток имеют белковую альфа (α) цепь и бета (β) цепь. Это обычные Т-клетки, которые широко циркулируют и находятся в селезенке и лимфатических узлах. Меньшее количество Т-клеток несет рецепторы, полученные из гамма (γ) и дельта (δ) белковой цепи. Они относятся к семейству нетрадиционных Т-клеток, которые содержатся в кишечнике, коже и других барьерных тканях.

Работая с мышами и развивающимеся Т-клетками в лаборатории, Чи и его коллеги показали, что активация mTORC1 увеличивает производство энергии за счет гликолиза и окисления до анаболического метаболизма и способствует развитию αβ-Т-клеток.

Когда исследователи отключили mTORC1, метаболизм был нарушен, что было связано с уменьшением αβ-T-клеток и увеличением γ-Т-клеток. Удаление ключевого компонента mTORC1, белка под названием RAPTOR, отключило mTORC1 и изменения метаболического баланса при разработке Т-клеток. Изменение уменьшило анаболический метаболизм, но увеличило уровни токсических молекул, называемых реактивными кислородными видами (ROS), и активировало движение по молекулярному пути, который способствует росту клеток.

Изменение улучшило развитие γδ T-клеток в тимусе и затруднило развитие αβ-T-клеток.

Исследователи также сообщили, что экспрессия сигнатурных генов, связанных с γδ T-клетками, была увеличена у мышей, когда RAPTOR был удален из комплекса mTORC1.

«Это исследование устанавливает метаболическую сигнализацию, управляемую mTORC1, как решающий фактор в определении судьбы развивающихся Т-клеток и предполагает, что обменные процессы являются фундаментальным механизмом, который связывает внешние сигналы с внутренними процессами, чтобы направлять судьбу иммунных клеток», – сказал Чи.

Детская исследовательская больница Св. Иуды