17 March 2023, 14:00 Виталина Власова

Дендритные клетки смогли заставить иммунитет бороться с хронической инфекцией

Дендритные клетки, получившие свое название из-за множества отростков, напоминающих крону дерева, первыми «знакомятся» с возбудителями бактериальных и вирусных заболеваний. Теперь ученые показали, что их можно использовать для лечения вирусных хронических инфекций, например, лимфоцитарного хориоменингита, которым грызуны могут заразить человека. В ходе экспериментов с мышами было выявлено, что определенный тип дендритных клеток помогает активировать ослабленную иммунную систему для борьбы с затяжным заболеванием.

Т-лимфоциты — особый тип иммунных клеток — вырабатываются в организме человека в ответ на вирусную инфекцию. Они борются с возбудителями заболевания, выделяя особые молекулы, а те разрушают зараженные клетки, внутри которых вирусы размножаются. Кроме того, особая разновидность Т-лимфоцитов обеспечивает клеточную «память» — благодаря ей иммунная система быстро узнает и уничтожает возбудителей, встречающихся повторно. Однако при хронических инфекциях, например ВИЧ-1 или герпесе, вирус остается в организме человека длительное время — иногда десятки лет. В этом случае Т-лимфоциты, постоянно встречаясь с угрозой, «ослабевают» и частично утрачивают способность бороться с ней, из-за чего их называют истощенными. Причина такого истощения заключается в том, что на поверхности Т-лимфоцитов становится больше специальных рецепторов, через которые поступают сигналы, подавляющие активность этих клеток. 

Исследования показывают, что активировать истощенные Т-лимфоциты помогают дендритные клетки — особый тип иммунных клеток, которые первыми выявляют патоген и «приносят» Т-лимфоцитам его кусочки, например, белки с поверхности, чтобы те наверняка распознали инфекцию. Однако существует несколько типов дендритных клеток, различающихся между собой рецепторами на поверхности, и то, насколько эффективен каждый из этих вариантов клеток, до сих пор не было изучено. 

Международная группа исследователей из Института вычислительной математики имени Г. И. Марчука РАН (Москва) и Университета имени Помпэу Фабра (Испания) сравнили два типа дендритных клеток — XCR1+ и SIRPα+ — по способности активировать Т-лимфоциты при хронической вирусной инфекции. XCR1+ и SIRPα+ отличаются тем, что несут разные рецепторы на поверхности, то есть молекулы, которые способны распознавать Т-лимфоциты, и, следовательно, разными способами взаимодействуют с иммунными клетками. В качестве возбудителя заболевания авторы выбрали вирус лимфоцитарного хориоменингита, широко распространенный среди хомяков, крыс и мышей. У грызунов инфекция часто протекает бессимптомно, но при передаче человеку она вызывает у того лихорадку, сильную головную боль, а в тяжелых случаях — повреждение нервной системы. 

Лабораторным мышам вводили препарат из вирусных частиц в низкой (всего 200 частиц) или высокой (2 миллиона частиц) дозах. В первом случае у животных развивалась острая инфекция, с которой иммунитет справлялся достаточно быстро, а во втором — хроническая. Спустя 30 дней ученые определяли количество Т-лимфоцитов и дендритных клеток в крови животных. Оказалось, что при хронической инфекции уровень XCR1+ дендритных клеток был почти в два раза выше, чем у быстро переболевших и здоровых мышей из контрольной группы. При этом количество клеток SIRPα+ было в десять раз меньше. Это указывает на то, что именно XCR1+ активно работают при хроническом заболевании и активируют Т-лимфоциты. Следовательно, этот тип дендритных клеток можно использовать при комбинированной иммунотерапии для усиления противовирусного ответа. 

Чтобы доказать, что XCR1+ дендритные клетки действительно можно использовать для активации иммунитета, авторы искусственно стимулировали у мышей с хронической инфекцией выработку XCR1+ дендритных клеток, увеличив их уровень примерно на порядок. Оказалось, что вслед за числом дендритных клеток существенно возросла активность Т-лимфоцитов, что привело к значительному снижению количества вирусных частиц в селезенке, печени и легких мышей. 

«Наше исследование показало, что XCR1+ дендритные клетки можно использовать в качестве компонента комбинированной терапии для лечения различных хронических вирусных инфекций. Это поможет бороться с заболеваниями, с которыми иммунная система продолжительное время не может справиться сама. Сейчас на основе полученных данных мы разрабатываем математическую модель, описывающую регуляцию Т-клеточного иммунного ответа при хронических инфекциях. Она будет полезна для проектирования оптимальных режимов иммунотерапии», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Геннадий Бочаров, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ИВМ имени Г. И. Марчука РАН, профессор кафедры математики, механики и математического моделирования Первого Московского государственного медицинского университета имени И. М. Сеченова (Москва).

Source:  Пресс-служба РНФ

News article publications

Read also

Исследованы кишечные бактерии, мешающие иммунной системе бороться с раком кожи
Ученые выяснили, что в зависимости от того, какие бактерии населяют кишечник человека, его иммунная система по-разному реагирует на иммунотерапию при раке кожи. Так, если в микрофлоре большинство бактерий склонны к «альтруизму» — то есть они делятся с хозяином витаминами, аминокислотами и другими полезными веществами, — иммунотерапия поможет больному победить рак. Если же микроорганизмы, наоборот, «эгоистично» поглощают такие соединения, придется искать другие методы лечения. Открытие поможет индивидуально прогнозировать эффективность иммунотерапии для каждого пациента.
Bacteriology
Cancer Research
Immunology
24 March 2024
Синаптамид из печени кальмара способен снизить воспаление в почках при ишемии
Ученые показали, что вещество, выделенное из печени дальневосточного кальмара, снижает воспаление в почках при ишемии — нарушении кровоснабжения органа. Благодаря этому соединение потенциально можно будет использовать при лечении болезней почек.
Cell Biology
Immunology
Marine biology
16 March 2024
Раскрыто, что некоторые белки помогают вирусам проникнуть в бактериальную клетку
Белки семейства ArdA помогают вирусам проникнуть в бактериальную клетку, приняв образ ее ДНК. Проведя фундаментальные исследования, ученые Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ и НИЦ «Курчатовский институт» показали, что такие белки не только подавляют защиту клеток, но и регулируют целый ряд других клеточных процессов. Результаты исследования заложили основу для будущих прикладных работ в области генной терапии.
Bacteriology
Genetics
Virology
31 January 2024
Найдена «точка невозврата» при развитии хронических вирусных инфекций
Ученые определили, что форма протекания вирусной инфекции — острая или хроническая — зависит от того, сколько раз в организме вырабатывается белок интерферон. При острой инфекции возникает две волны его продукции, но, если вирусная нагрузка оказывается слишком высокой, макрофаги CD169+, отвечающие за вторую волну, преждевременно разрушаются. В результате остается только первая волна интерферона, и иммунная система не может эффективно «мобилизоваться» и уничтожить вирус, а потому инфекция надолго остается в организме и становится хронической.
Genetics
Infectious diseases
Virology
30 January 2024
Вирусы бактерий используют механическую силу, чтобы пробиться через О-антиген
О-антиген – это ключевой компонент, обеспечивающий взаимодействие между бактериями и иммунной системой организма или фагами. Как О-антиген защищает клетки от атаки вирусами бактерий? Каковы принципы работы «щита» бактерий в виде О-антигена? Как бактериофаги могут преодолевать барьер О-антигена? Ответы на эти и другие важные вопросы представлены в обзорной статье, подготовленной Андреем Летаровым, д.б.н., заведующим лабораторией вирусов микроорганизмов ФИЦ Биотехнологии РАН. Эта работа не только дает анализ современного состояния проблемы, но и подводит итог более, чем 15-летней работе лаборатории по данной тематике.
Bacteriology
Microbiology
Virology
19 January 2024
Глиомные клетки обмениваются друг с другом вирус-подобными частицами с мРНК
Ученые из МФТИ с коллегами выяснили, что клетки глиомы — опухоли мозга — могут обмениваться генетической информацией с помощью вирус-подобных частиц. Они формируются при участии белка вирусного происхождения, который образует капсидные контейнеры для мРНК. Результат исследования поможет разобраться в биологии развития глиом — наиболее распространенной и опасной формы рака головного мозга.
Cell Biology
Genetics
Virology
6 January 2024