Циркулирующие антитела играют решающую роль в защите хозяина от микробных инфекций, а вакцины на основе антител остаются лучшей надеждой на предотвращение инфекций, вызываемых смертельными вирусами, такими как ВИЧ и Эбола. Для борьбы с вирусами антитела должны не только распознавать специфические особенности микроба или так называемого антигена, но и достаточно прочно связываться с антигеном – состояние, называемое высокой аффинностью. Высокоаффинные антитела обычно образуются после тесного сотрудничества между Т- и В-лимфоцитами, двумя типами белых кровяных телец, в специализированном домене лимфоидной ткани, называемом зародышевым центром. Как недавно сообщалось в Nature, путем визуализации зародышевого центра у живых животных исследователи открыли новый механизм прямой связи, который контролирует взаимодействие Т- и В-клеток в зародышевом центре и способствует образованию высокоаффинных антител.
В-клетки несут ответственность за производство антител, а Т-клетки предоставляют дополнительные сигналы, которые могут помочь им в этом. Одна В-клетка может продуцировать только одно антитело, которое специфически распознает один антиген, тогда как конкретный антиген может распознаваться тысячами В-клеток с различным сродством в результате либо врожденных характеристик, либо процесса диверсификации на основе соматических мутаций, который происходит в зародышевый центр. Известно, что Т-клетки являются критическим ограничивающим фактором, который определяет, какие из конкурирующих антигенсвязывающих В-клеток победят и станут доминирующими в популяциях продуцирующих антитела плазматических клеток. Однако было неясно, как Т-лимфоциты отбирают для этих "победа" В-клетки и, учитывая предположительно случайную и свободную от всех конкуренцию, лежащую в основе отбора, можем ли мы каким-либо образом манипулировать результатами таких процессов отбора, основанных на аффинности, для разработки более эффективных вакцин.
Воспользовавшись двухфотонной микроскопией, которая показывает, как иммунные клетки динамически ведут себя во время иммунных реакций, группа исследователей под руководством доктора. Хай Ци из Университета Цинхуа в Пекине, Китай, тщательно проанализировал взаимодействия Т-В-клеток в зародышевом центре. Они обнаружили, что в отличие от того, что ранее наблюдалось в других участках ткани, контакты T-B продолжались гораздо меньше времени, но включали обширные области контакта между двумя типами клеток. Через такую контактную поверхность Т-клетки могут быстро доставлять заранее сформированные вспомогательные сигналы к В-клеткам. Они называют эти короткие, но обширные мембранные контакты "запутанность".
ICOSL, поверхностная молекула, экспрессируемая В-клетками и участвующая в воспалительных заболеваниях и иммунодефиците, может связываться со своим рецептором ICOS на Т-клетках. Стимуляция ICOS приводит к лучшим кальциевым ответам, которые обеспечивают более обширный мембранный контакт и более эффективную экстернализацию и доставку сигналов помощи от Т-клеток к В-клеткам. Интересно, что В-клетки, которые получают больше помощи Т-клеток, увеличивают уровни ICOSL, что приводит к лучшему сцеплению с Т-клетками и более эффективному получению помощи. Эта положительная обратная связь между Т- и В-клетками приводит к возникновению "Мэтью Эффект" зародышевого центра: высокоаффинные В-клетки могут естественным образом усваивать больше антигена, лучше связываться с Т-клетками и получать больше помощи, и, следовательно, экспрессировать больше ICOSL и более эффективно получать помощь.
Когда исследователи выборочно удалили ICOSL из В-клеток зародышевого центра, межклеточная конкуренция и процесс диверсификации антител остались прежними, в то время как отбор высокоаффинных вариантов остановился, серьезно нарушив доминирование высокоаффинных плазматических клеток, которые обычно возникает в результате иммунного ответа. "В конце концов, конкуренция между зародышевыми центрами не случайна," говорит доктор. Хай Ци. "ICOSL как бы маркирует выбранные клетки и с помощью механизма прямой связи гарантирует, что они могут быть выбраны в довольно хаотичном процессе конкуренции зародышевых центров." Эта исследовательская группа считает, что ICOSL и родственные пути в будущем можно будет использовать для создания вакцин с желаемыми характеристиками аффинности.