Т-клетки выделяют ДНК для усиления способности иммунной системы бороться с раком

Фото из открытых источников

Согласно исследованию, проведенному учеными из Медицинского центра Вейлл Корнелл, активированные иммунные клетки выделяют крошечные капсулы, содержащие ДНК, которые могут проникать в другие иммунные и опухолевые клетки, стимулируя защитные системы организма. Это открытие расширяет научное понимание иммунной системы, определяет новую стратегию повышения иммунитета против рака и потенциально предлагает новый инструмент для доставки генетических грузов в другие клетки.

Большинство клеток животных выделяют крошечные капсулы, известные как внеклеточные везикулы — наноразмерные, окруженные мембраной частицы, — содержимое которых может включать белки, фрагменты ДНК и другие молекулы. В новом исследовании, опубликованном в журнале Cancer Cell, ученые обнаружили, что везикулы, выделяемые активированными Т-клетками — основными средствами иммунной системы — переносят ДНК, которая проникает в иммунные клетки и близлежащие опухолевые клетки, усиливая иммунный ответ против опухоли. Доклинические эксперименты показали, что эта связанная с везикулами ДНК может быть полезна в терапевтических целях, усиливая атаки Т-клеток на опухоли, которые в противном случае вызывают слабый или отсутствующий иммунный ответ.

«Эти результаты раскрывают естественный механизм лечения иммунологически скрытых опухолей и других заболеваний, возникающих из-за недостаточного иммунного надзора», — сказал соавтор исследования профессор Дэвид Лиден.

В последние годы лаборатория Лайдена сделала важные открытия, касающиеся внеклеточных везикул и их функций, обнаружив, например, что везикулы, секретируемые опухолевыми клетками, могут влиять на противоопухолевый ответ иммунной системы. В новом исследовании они изучили роль везикул, секретируемых иммунными клетками, в частности Т-клетками, основными борцами иммунной системы с опухолями.

В ходе первоначальных экспериментов исследователи обнаружили, что в физиологических условиях везикулы, выделяемые Т-клетками, имеют тенденцию мигрировать в лимфатические узлы, селезенку и другие центры иммунной активности. Там эти везикулы преимущественно поглощаются антигенпрезентирующими иммунными клетками, включая дендритные клетки, которые способствуют активации Т-клеток — критически важному процессу в иммунном ответе. Исследователи обнаружили, что общий эффект этих везикул, высвобождаемых активированными Т-клетками, заключается в усилении процесса презентации антигенов, тем самым способствуя праймингу Т-клеток и более широкой активации иммунной системы. Ключевым содержимым этих иммуностимулирующих везикул оказались фрагменты ДНК Т-клеток.

«Эти удивительно многочисленные фрагменты ДНК в основном находятся на поверхности везикул и не являются случайными — они обогащены генами, связанными с иммунитетом, включая гены, которые помогают клеткам представлять антигены иммунной системе», — сказала соавтор исследования Хайин Чжан.

«Мы также обнаружили, что к поверхности этих везикул прикреплен особый фермент, который действует как молекулярная дрель, позволяя переносить ДНК, содержащуюся в везикулах, в ядро клетки-реципиента, где она может временно экспрессироваться», — сказал соавтор исследования Дяо Лю.

Вводя мышам с опухолями везикулы, содержащие ДНК, полученные из активированных Т-клеток, исследователи обнаружили, что везикулы поглощались не только антигенпрезентирующими клетками, но и самими опухолевыми клетками. Опухоли, подвергнутые такому воздействию, росли медленнее и лучше инфильтрировались Т-клетками и другими иммунными клетками, что указывает на то, что везикулы вызывали более сильный противоопухолевый ответ. Хотя раковые клетки — и вирусы — часто подавляют процесс презентации антигенов, чтобы сделать злокачественные или инфицированные клетки «невидимыми» для иммунной системы, основным эффектом внеклеточной везикулярной ДНК было обращение этого процесса вспять, восстановление видимости опухолевых клеток.

Команда продемонстрировала эффективность этого подхода, как в качестве самостоятельного метода, так и в сочетании с существующей иммунотерапией, на доклинических моделях трех различных иммунологически неактивных видов рака: глиобластомы, рака поджелудочной железы и трижды негативного рака молочной железы.

«Похоже, существует петля положительной обратной связи, в которой содержащие ДНК везикулы из активированных Т-клеток усиливают иммунный ответ, воздействуя как на антигенпрезентирующие клетки, которые увеличивают экспрессию механизмов обработки опухолевых антигенов, так и на опухолевые клетки, способствуя их распознаванию иммунной системой, а также их собственному производству везикул, содержащих ДНК», — сказала соавтор исследования Ирина Матей.

В настоящее время исследователи работают над тем, чтобы преобразовать свои открытия в новый метод лечения рака на основе везикул, который можно будет использовать как самостоятельно, так и в сочетании со стандартной иммунотерапией или другими методами лечения рака.

«Удивительная способность этих везикул переносить ДНК из донорских Т-клеток в ядра клеток-реципиентов предполагает их потенциал в качестве естественной, невирусной платформы для временной доставки генов», — сказала соавтор исследования доктор Мэнъин Ху. «Результаты указывают на широко применимую стратегию переноса генов, которая может обеспечить повышенную безопасность и эффективность по сравнению с существующими подходами к генной терапии».