Стволовые клетки крови повышают иммунитет, запоминая предыдущие инфекции
Учёные обнаружили, что стволовые клетки крови «помнят» прошлые инфекции и продуцируют большее количество иммунных клеток, таких как макрофаги, чтобы бороться с новой инфекцией.
Франко-немецкая исследовательская группа, возглавляемая профессором Михаэлем Сивеке (Michael Sieweke) из Центра регенеративной терапии Дрездена (Center for Regenerative Therapies TU Dresden, CRTD) и Центра иммунологии Марселя Люмини (Center of Immunology of Marseille Luminy, CNRS, INSERM, Aix-Marseille University), обнаружила удивительное свойство стволовых клеток крови: они не только обеспечивают непрерывное обновление клеток крови и способствуют иммунному ответу, вызванному чужеродными агентами, но и могут запоминать предыдущие инфекции, чтобы стимулировать более быстрый и эффективный иммунный ответ в дальнейшем.
Эти результаты окажут значительное влияние на будущие стратегии вакцинации и откроют путь к новым методам восстановления иммунной системы, реагирующей слабо либо чрезмерно активно. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Stem Cell 12 марта 2020 года.
В организме стволовые клетки действуют как резерв, который активируется, чтобы увеличить своё количество, а также дифференцироваться во множество различных типов специализированных клеток, необходимых для обеспечения обновления тканей и их функционирования.
Обычно называемые стволовыми клетками крови, гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) располагаются в костном мозге, который находится внутри полостей большинства костей. Роль ГСК заключается в обновлении различных типов клеток крови, включая клетки иммунной системы, которые имеют решающее значение для борьбы с инфекциями и другими заболеваниями.
Еще десять лет назад считалось, что ГСК — это недифференцированные клетки, «слепые» к внешним сигналам, таким как инфекции. Только их специализированные дочерние клетки могут воспринимать эти сигналы и активировать иммунный ответ. Однако работа лаборатории профессора Михаэля Сивеке и других ученых за последние годы доказала ошибочность этой догмы и показала, что ГСК действительно могут воспринимать внешние факторы, чтобы производить специфические подтипы иммунных клеток «по требованию» для борьбы с инфекцией.
Помимо их роли в немедленном иммунном ответе, остается открытым вопрос о функции ГСК в реагировании на повторные эпизоды инфицирования. Известно, что иммунная система обладает памятью, которая позволяет ей лучше реагировать на инфекционные агенты, с которыми она сталкивалась ранее. В настоящем исследовании учёные пытались установить ведущую роль стволовых клеток крови в памяти такого рода.
«Мы обнаружили, что ГСК могут стимулировать более быстрый и эффективный иммунный ответ, если они ранее подвергались воздействию бактериальной молекулы липополисахарида (ЛПС), имитирующей инфекцию», — сказала доктор Сандрин Сарразин (Sandrine Sarrazin), исследователь INSERM и старший автор публикации.
Профессор Михаэль Сивеке, директор по исследованиям CNRS, объяснил, как они обнаружили, что клетки сохраняют память: «Первое воздействие ЛПС приводит к тому, что на ДНК стволовых клеток образуются метки непосредственно вокруг генов, которые важны для иммунного ответа. Подобно закладкам, метки на ДНК гарантируют, что эти гены легко обнаруживаются, доступны и активируются для быстрого реагирования, если произойдет повторное заражение подобным агентом».
Далее авторы изучали, как память «записывалась» в ДНК. Они показали, что транскрипционный фактор C/EBPb является главным действующим лицом. Эта неизвестная до сегодняшнего дня его функция крайне важна для экстренных иммунных реакций. В совокупности полученные выводы должны помочь в терапии, направленной на улучшение настройки иммунной системы, и усовершенствовании стратегий вакцинации.
«Способность иммунной системы отслеживать прошлые инфекции и более эффективно реагировать на них повторно является основополагающим принципом вакцин. Теперь, когда мы понимаем, как стволовые клетки крови могут запоминать схемы иммунного ответа, мы должны оптимизировать стратегии иммунизации, чтобы улучшить защиту от инфекционных агентов.
Это также может в более общем плане помочь в создании новых способов усиления иммунного ответа, когда он недостаточно эффективен, или отключить его, когда он реагирует чрезмерно активно», — заключил профессор Михаэль Сивеке.
