Остра стресова реакция може да доведе до нарушаване на функцията на Т-клетките

Имунната система представлява изключително сложна мрежа, съставена от множество компоненти, които едновременно стартират атаки и изграждат защити. Антимикробната армия е огромна, като отделните членове имат редица функции – от маркиране на вредните нашественици до тяхното унищожаване.

И все пак, Т-клетките, силно развито звено на имунната система, могат да претърпят остра стресова реакция – клетъчния еквивалент на посттравматичен стрес. В някои случаи борбата срещу рака или вирусите може да стане толкова ожесточена, че да доведе до нарушаване на имунната памет на някои Т-клетки.

Критична област от изследванията на имунната система се фокусира върху функцията на Т-клетките и начините за подобряването й. Когато функцията на Т-клетките се наруши, болестните процеси могат да завладеят организма. Прогресивната загуба на функция, наречена Т-клетъчното изчерпване, е резултат от продължителна стимулация от антигени-нарушители – пролифериращи се ракови клетки или репликиращи се вируси.

Въздействието на протеина PD-1 върху Т-клетките

Ново изследване на учени от няколко институции в Сиатъл, САЩ, хвърля светлина върху инхибиторния протеин, известен като PD-1 (програмирана клетъчна смърт-1).

Изчерпването на CD8 клетките (цитотоксични Т-клетки) често се свързва с персистираща експресия на PD-1, което е характерно за имунните отговори при заболявания, вариращи от рак до дълъг списък от хронични инфекциозни заболявания. CD8 е идентифициращият гликопротеин на повърхността на цитотоксичните Т-клетки.

Д-р Вандана Калия, главен изследовател в Центъра за изследване на рака в детска възраст „Ben Towne”, специализира в изследването на начина, по който гените регулират Т-клетките. В серия от експерименти, включващи миши модели, тя и нейните колеги изследват въздействието на PD-1 върху Т-клетките.

Екипът установява, че метаболитната регулация чрез PD-1 сигнализация насърчава дълготрайна Т-клетъчна памет при мишки*. Според учените констатациите може да са от полза за запазването на имунната памет при пациенти с рак, които са подложени на анти-PD-1 имунотерапия.

Постоянната експресия на PD-1 при рак или остри инфекции, като ХИВ или хепатит С, ограничава Т-клетъчния имунен отговор. Настоящото проучване до голяма степен демонстрира, че липсата на PD-1 може да понижи броя на CD8 клетките. Изследователите обаче установяват, че метаболитната регулация чрез PD-1 сигнализация насърчава Т-клетъчната памет при животински модели.

„Инхибиторното сигнализиране в дисфункционални CD8 клетки през оста PD-1 е добре установено при хронични вирусни инфекции и рак.“, казва Калия. „Концентрациите на PD-1 също са временно високи при остри инфекции и имунизации, но влиянието им върху дълготрайната Т-клетъчна памет остава неясно.“

PD-1 също осигурява необходимата молекулярна сигнализация за регулиране на гликолизата и окисляването на мастни киселини – два метаболитни процеса, които удължават живота на Т-клетките.

Проучвания върху функцията на Т-клетките

Проучвания, проведени от други изследователски екипи, също се задълбочават върху изследването на функцията на Т-клетките, като се насочват по-конкретно към въпроса за тяхното изчерпване.

В съвместно проучване, включващо учени от Съединените щати и Япония, учени разглеждат изчерпването на Т-клетките, с цел установяване на причините. Сред откритията на изследователите е изолирането на ключов протеин, намиращ се върху повърхността на Т-клетките – трансмембранен протеин, който служи като маркер за изчерпване.

Друго проучване, ръководено от д-р Георг Лауер от многопрофилната болница „Massachusetts General“, изследва умората на Т-клетките, която се появява в резултат на вируса на хепатит С. Хроничната инфекция може да причини увреждане на черния дроб, освен ако не се лекува по подходящ начин. Инфекциозната болест може също да доведе до изчерпване на Т-клетките.

„В момента проучваме дали лечението на хепатит С с пряко действаща антивирусна терапия в острата фаза на инфекцията, вместо години по-късно, ще доведе до пълна диференциация на паметта на Т-клетките. Ако лечението е ефективно, ще даде възможност за запазване на функцията на имунните клетки в началото на хроничната инфекция.“, казва Лауер.

Как стресът може да повлияе на тялото - видео

*Kalia Vandana et al. Metabolic regulation by PD-1 signaling promotes long-lived quiescent CD8 T cell memory in mice. Science Translational Medicine. 2021.