Rak: Usunięcie dwóch cząsteczek wzmacnia odpowiedź immunologiczną
Według nowych badań usunięcie dwóch kluczowych cząsteczek może dać komórkom odpornościowym bardzo potrzebny impuls w walce z rakiem i infekcjami. Wyniki te mają ważne implikacje dla immunoterapii raka i potencjalnego wyleczenia z HIV.
Nasz układ odpornościowy posiada bogaty arsenał „broni”, której może użyć w walce z chorobami.
Tak zwane limfocyty T CD8 są częścią tego arsenału. W przypadku infekcji wirusami lub bakteriami, komórki CD8 T są wysyłane w celu zniszczenia zainfekowanych komórek.
Nazywane czasami cytotoksycznymi limfocytami T, limfocyty T CD8 odgrywają kluczową rolę w walce z rakiem oraz w immunoterapii nowotworów.
Limfocyty T CD8 mogą rozpoznawać i zabijać złośliwe komórki poprzez wydzielanie cytokin i uwalnianie substancji cytotoksycznych. Jednak gdy rak jest zbyt silny, komórki te mogą zostać obezwładnione.
Nowe badania mogły znaleźć sposób na nadanie tym komórkom siły potrzebnej do dalszej walki.
Shomyseh Sanjabi, asystent badacza w Gladstone Institutes i profesor nadzwyczajny mikrobiologii i immunologii na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco, kierował nowym badaniem, które zostało opublikowane w czasopiśmie PNAS.
Komórki efektorowe i komórki pamięci
Sanjabi wyjaśnia motywację do badań, mówiąc: „Problem polega na tym, że limfocyty T CD8 są często wyczerpane w przypadku raka i przewlekłych infekcji, takich jak HIV, więc umierają lub przestają prawidłowo funkcjonować”.
„Próbowałam lepiej zrozumieć, jak rozwijają się te komórki, aby znaleźć sposoby, aby pomóc im odzyskać swoją funkcję i żyć dłużej” - dodaje.
Jak wyjaśniają naukowcy, w pierwszym etapie walki z patogenami - lub „obcymi najeźdźcami”, takimi jak bakterie czy wirusy - limfocyty T CD8 przechodzą w tryb „komórki efektorowej”. Jako komórki efektorowe namnażają się bardzo szybko i szybko „maszerują” do miejsca uszkodzenia.
Jednak gdy tylko wypełnią swój obowiązek, zabiją zainfekowane komórki i usuną patogen, większość komórek efektorowych jest „zaprogramowana” na śmierć. W ten sposób układ odpornościowy unika sytuacji, w której „nadgorliwe” komórki odpornościowe zaczynają atakować własny organizm.
Jednak są też komórki efektorowe, które przeżywają. Ewoluują one w tak zwane komórki odpornościowe pamięci, których rolą jest „zapamiętywanie” patogenu, z którym mają do czynienia, tak aby mogły reagować szybciej i skuteczniej, gdy następnym razem zostaną z nim skonfrontowani.
Sanjabi i zespół podejrzewali, że dwie cząsteczki, zwane Sprouty (Spry) 1 i Spry 2, wpłyną na transformację komórek efektorowych w komórki pamięci. Tak więc ona i jej koledzy usunęli geny odpowiedzialne za te cząsteczki w komórkach T CD8 myszy.
Pozytywne skutki usunięcia Spry 1 i 2
Naukowcy ujawnili, że po usunięciu Spry 1 i 2 więcej efektorowych komórek T CD8 przeżyło i przekształciło się w komórki pamięci. Co więcej, powstałe komórki pamięci były silniejsze i lepiej chroniły przed patogenami niż zwykłe komórki pamięci.
Wreszcie wyczerpanie komórek odpornościowych z dwóch cząsteczek wpłynęło również na sposób, w jaki komórki wykorzystywały swoją energię. Autor pierwszego badania, Hesham Shehata, wyjaśnia, że w przeciwieństwie do komórek efektorowych, komórki pamięci są zależne od innego źródła energii, aby przetrwać: tłuszczów, a nie cukru.
Shehata wyjaśnia również, dlaczego jest to niezwykle ważne. „Komórki nowotworowe zużywają dużo glukozy, więc komórki efektorowe mają trudności z przetrwaniem w środowisku guza, ponieważ nie mają wystarczającego źródła energii”.
„Chociaż komórki pamięci na ogół nie zależą od glukozy”, mówi, „nasze badanie sugeruje, że komórki efektorowe bez Sprouty 1 i 2 zużywają mniej glukozy, dzięki czemu mogą znacznie lepiej przeżyć i funkcjonować w środowisku nowotworowym”.
Implikacje dla raka, zakażeń wirusem HIV
„Rzucając światło na rolę Sprouty 1 i 2, nasza praca ujawniła kolejną warstwę biologii leżącej u podstaw limfocytów T” - kontynuuje Shehata.
„Komórki pozbawione Sprouty 1 i 2 mają ogromny potencjał nie tylko w walce z nowotworami, ale także z przewlekłymi infekcjami wirusowymi. To ekscytujące, że nasze badanie można zastosować w wielu kontekstach ”.
Hesham Shehata
Rzeczywiście, komórki odpornościowe pamięci wzmocnione poprzez usunięcie dwóch cząsteczek mogą potencjalnie wykryć i zabić HIV w jego utajonej postaci. Ta uśpiona forma wirusa była jedną z głównych przeszkód w leczeniu HIV.
W przypadku raka badania wskazały na znaczenie komórek pamięci w immunoterapii. W szczególności sugeruje się, że reaktywacja komórek T CD8 + pamięci ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania nawrotom.
„W społeczności naukowej wzbudziło duże zainteresowanie”, zauważa Sanjabi, „wzmocnieniem rozwoju i funkcji komórek T pamięci CD8, które działają lepiej w immunoterapii niż efektorowe limfocyty T”. Następnie odnosi się do terapii komórkami CAR T, innowacyjnej formy immunoterapii, która cieszy się coraz większym zainteresowaniem.
„Nasze odkrycia” - mówi dalej - „mogą stanowić okazję do udoskonalenia przyszłej inżynierii limfocytów CAR T przeciwko nowotworom. Mogłoby to potencjalnie zostać użyte w połączeniu z techniką edycji genomu, taką jak CRISPR, która usunęłaby cząsteczki Sprouty 1 i 2 z komórek, aby uczynić je bardziej skutecznymi. ”
