Подобно тому, как униформа помогает отличить солдата от полицейского, ученые используют белки, которые иммунные клетки наносят на свою поверхность, чтобы определить свою работу в организме. Например, Т-клетки, которые отображают белок CD8, классифицируются как «цитотоксические лимфоциты», которые убивают раковые или инфицированные клетки, тогда как те, которые отображают белок CD4, идентифицируются как «вспомогательные» Т-клетки, координирующие иммунный ответ.
Иммунологи ранее рассматривали эти роли как фиксированные конечные точки в развитии, но исследования Ичиро Таниучи из Исследовательского центра аллергии и иммунологии RIKEN в сотрудничестве с Хильде Черутре из Института аллергии и иммунологии Ла-Холья в Калифорнии и коллегами теперь показывают, что Т-клетки-помощники сохранить возможности для «смены карьеры».
Черутр заметил, что некоторые хелперные Т-клетки, трансплантированные иммунодефицитным реципиентам, неожиданно начали экспрессировать CD8. "Это предполагало перепрограммирование клеток из хелперной судьбы в цитотоксический клон," говорит Таниучи, исследовательская группа которого изучает ThPOK, «главный» белок, который координирует развитие Т-хелперов и подавляет выработку CD8.
Объединившись для исследования этих загадочных цитотоксических лимфоцитов (CTL) CD4 +, группы Таниучи и Черутре создали генетически модифицированных мышей, имеющих флуоресцентно меченые ThPOK-экспрессирующие клетки, соответствующие в первую очередь хелперным Т-клеткам. Они также выделили немеченые CD4-экспрессирующие клетки из кишечника, и более тщательное изучение показало, что эти CD4-положительные, ThPOK-отрицательные клетки теперь экспрессируют CD8 и ведут себя как CTL.
Исследователи применили стратегию, называемую «картирование судьбы», с использованием генетически модифицированных мышей, чьи клетки становятся флуоресцентно помеченными, если они экспрессируют ThPOK в любой момент – даже временно – в течение своей жизни. Эти эксперименты показали, что кишечные CD4 + CTL начинаются как ThPOK-экспрессирующие хелперные клетки, но переключаются на судьбу CTL-экспрессирующих CD8, когда внешние факторы заставляют эти клетки инактивировать продукцию ThPOK через генетический «переключатель», называемый «глушителем ThPOK». "Это демонстрирует, что CD4 + Т-клетки сохраняют недооцененную пластичность для развития CTL," говорит Таниучи.
Эта гибкость, по-видимому, возникает в ответ на инфекционные угрозы, поскольку у мышей, культивируемых так, чтобы они были «свободными от микробов», не развиваются CD4 + CTL. Впоследствии исследователи определили, что хелперные Т-клетки должны должным образом подвергаться воздействию как чужеродных антигенов, так и иммунного сигнального фактора, называемого интерлейкином-15, для изменения ролей. Хотя стенка кишечника является особенно важной точкой входа патогенов, этот механизм может применяться в более общем плане как средство сплочения местной защиты путем переобучения хелперных Т-клеток в кризисной ситуации. "Я считаю, что эти клетки могут быть и в других «барьерных участках» тела," говорит Таниучи.