Цитотоксические Т-лимфоциты прокладывают туннели в тканях

Исследователи сообщают, что цитотоксические Т-лимфоциты (CTLs) создают туннели в тканях, что потенциально позволяет другим CTLs быстрее достигать инфицированных или опухолевых клеток. Результаты, опубликованные 1 декабря в Biophysical Journal, показывают, что одни CTLs движутся медленно, формируя каналы во внеклеточном матриксе (ECM), в то время как другие затем быстро перемещаются по этим каналам для эффективного поиска мишеней.

"Миграционное поведение иммунных клеток и их стратегии поиска в ECM изучены недостаточно и в настоящее время представляют большой интерес для физики и биологии", — говорит автор исследования Хайко Ригер из Саарского университета. "Наши данные позволяют предположить, что модуляция свойств ECM ткани может влиять на эффективность иммунного ответа и порождать идеи для новых терапевтических стратегий в лечении рака".

CTLs играют ключевую роль в уничтожении зараженных патогенами и опухолевых клеток. Для поиска мишеней им необходимо перемещаться через сложные микроокружения, сформированные ECM. Поскольку клетки-мишени часто немногочисленны на ранних стадиях заболевания, скорость их поиска CTLs критически важна для эффективного иммунного ответа.

ECM в основном состоит из белков коллагена. При различных типах рака коллагеновая сеть вокруг опухолей становится плотной, жесткой и высокоориентированной, что способствует метастазированию. "Понимание миграции и взаимодействий иммунных клеток в коллагеновых сетях крайне важно для раскрытия деталей иммунного ответа и разработки эффективных методов лечения", — отмечает Ригер.

Исследователи смоделировали ECM, используя 3D-сети с разной концентрацией бычьего коллагена, и проанализировали траектории движения человеческих CTLs с помощью 3D-визуализации живых клеток. CTLs продемонстрировали три типа движения: медленное, быстрое и смешанное. Математическое моделирование показало, что клетки переключаются между медленным и быстрым состояниями.

Аналогичные типы движения ранее наблюдались у натуральных киллеров (NK-клеток) в присутствии клеток-мишеней. "Схожесть характеристик траекторий CTLs и NK-клеток указывает на общий механизм миграции обоих типов клеток через коллагеновые сети", — говорит Ригер.

Исследователи выдвинули гипотезу, что CTLs движутся медленно, раздвигая и разрывая коллагеновые волокна для формирования каналов, которые облегчают быстрое движение других Т-клеток. Эксперименты подтвердили этот сценарий: мигрирующие Т-клетки следовали друг за другом по одному и тому же пути, а клетки быстро перемещались в каналообразных полостях внутри коллагенового матрикса.

Важным ограничением исследования является использование синтетических коллагеновых матриц, тогда как живая ткань содержит множество других компонентов, способных влиять на миграцию иммунных клеток.

В дальнейшем исследователи планируют изучить долгосрочное влияние Т-клеток на ECM и выяснить, повышают ли каналы эффективность поиска CTLs клеток-мишеней. "Понимание того, как CTLs мигрируют в таких тканях, может привести к новым терапевтическим стратегиям для предотвращения метастазирования на ранних стадиях рака", — заключает Ригер.