Новый "орган" иммунной системы

Впервые за несколько десятилетий идентифицирована новая анатомическая структура иммунной системы. Это может стать важным шагом на пути к созданию более совершенных вакцин. В журнале Nature communications недавно была опубликована статья ученых из австралийского Гарванского Института медицинских исследований. Исследователи обнаружили, где хранятся «воспоминания» иммунной системы о прошлых контактах с инфекциями и вакцинами, и где иммунные клетки объединяются для совместного ответа против инфекционного агента, с которым организм уже встречался.

Эта анатомическая структура была выявлена только благодаря использованию высокоточной 3D микроскопии высокого разрешения, что позволило исследовать иммунную систему живых объектов. Был обнаружен новый "микроорган", плотно начиненный иммунными клетками разных видов. Его функция заключается в максимально быстром выявлении инфекции, и, в случае если иммунитет уже встречался с антигеном, оперативном формировании адекватного ответа.

«Это прекрасное напоминание о том, в нашем организме остались тайны. Даже несмотря на то, что мы изучаем тело человека под микроскопом уже более 300 лет», - отмечает член исследовательской группы доктор Три Фан (Tri Phan).

То, что у людей, подвергшихся воздействию какой-либо инфекции, зачастую вырабатывается приобретенный иммунитет против этой инфекции, известно уже сотни лет. Тем не менее конкретные механизмы быстрого иммунного ответа в случае повторного заражения (после первичного инфекционного заболевания или вследствие вакцинации) оставались неясны. Ученые обнаружили на поверхности лимфатических узлов мышей тонкие уплощенные структуры. Данные структуры являются динамичными и присутствуют на поверхности лимфатических узлов непостоянно, а появляются только в случае активации организмом животного приобретенного иммунитета. Также подобные структуры, которые были названы субкапсулярными пролиферативными очагами - СПО (SPF- subcapsular proliferative foci), были выявлены на срезах лимфатических узлов пациентов с инфекционными заболеваниями, что позволяет говорить об идентичных функциях обнаруженного "микрооргана" у людей и мышей.

С помощью двухфотонной in vivo микроскопии исследователям удалось определить несколько типов иммунных клеток, собранных в СПО. Среди них присутствуют B-клетки памяти, которые несут информацию о том, как лучше воздействовать на клетку инфекционного агента, а также несколько других типов клеток, выступающих в роли хелперов. Важно то, что в этой работе удалось рассмотреть процесс превращения B-клеток памяти в плазмоциты. Это ключевой момент формирования иммунного ответа. Плазмоциты производят антитела, которые распознают и дают отпор инфекционному агенту, защищая организм от развития заболевания.

«Было невероятно волнительно наблюдать, как B-клетки памяти активируются и консолидируются в этой новой, никогда ранее не наблюдаемой структуре», - говорит доктор Имоджен Моран (Imogen Moran), ведущий автор этой научной работы. «Мы своими глазами видели, как они перемещаются, взаимодействуют с другими клетками и превращаются в плазмоциты».

Доктор Три Фан, глава исследовательской группы, отмечает, что СПО расположены идеально для формирования скорейшего иммунного ответа, что не позволяет инфекции развиться и манифестировать.

«В противостоянии с микроорганизмом, который может удвоить свою популяцию в течение 20-30 минут, каждая секунда имеет значение. Промедление в работе иммунной системы может быть фатально», - говорит доктор.

«Отсюда исходит чрезвычайная важность вакцинирования, при котором иммунная система тренируется, вырабатывает антитела и получает возможность молниеносного ответа на вторичное заражение. До этого момента мы не понимали конкретно, как и где происходит эта тренировка. Теперь же мы смогли воочию созерцать быстрое превращение B-клеток памяти в плазмоциты внутри СПО. Расположение СПО именно в тех местах, где, как правило, происходит вторичный контакт с микроорганизмами, а также наличие полного набора ингредиентов для синтеза антител, позволяет с максимальной скоростью давать отпор инфекции».

Специалисты утверждают, что новая структура не была открыта ранее из-за несовершенства методов визуализации. Традиционная микроскопия позволяла рассмотреть тонкие двумерные срезы ткани, химически зафиксированной для создания снимка в конкретный момент времени. СПО состоит из тонкого слоя клеток, который то исчезает, то появляется, поэтому классический подход в визуализации и не позволял его обнаружить.

«Только двухфотонная микроскопия, которая визуализирует иммунные клетки живого организма в трехмерной проекции, дала нам шанс разглядеть структуры СПО», - говорит доктор Моран. Он также утверждает, что открытие его команды позволит продвинуться в разработке более эффективных вакцин.