ДНК-оригами для изучения иммунных клеток

Исследователи из Венского технического университета (TU Wien) использовали метод ДНК-оригами, чтобы выяснить, как Т-клетки иммунной системы реагируют на антигены и зависит ли их активация от пространственного расположения этих молекул. Результаты опубликованы в PNAS.

Искусственные мембраны и ДНК-плоты

Для изучения взаимодействия Т-клеток с антиген-презентирующими клетками учёные заменили последние искусственной клеточной мембраной. Это позволило контролировать количество и тип антигенов.

Проблема заключалась в том, что антигены в мембране свободно перемещаются. Чтобы фиксировать расстояние между ними, команда создала прямоугольные платформы из ДНК методом оригами, где молекулы соединяются в заданные структуры за счёт комплементарности цепей. На эти ДНК-плоты закрепляли антигены, после чего платформы помещали на искусственную мембрану.

«Таким образом мы можем гарантировать, что антигены не сближаются произвольно», — объясняет Йошка Хелльмайер.

Используя плоты с одним или двумя антигенами, можно было изучать реакцию Т-клеток на разное расстояние между молекулами.

Решение старой загадки

Метод позволил объяснить противоречивые данные в иммунологии: в одних случаях для активации Т-клетки требовалось несколько соседних антигенов, в других — достаточно одного.

Оказалось, что естественные антигены действуют «соло» и эффективно активируют Т-клетку независимо от расстояния. Однако в исследованиях часто используют искусственные активаторы, которые прочно связываются с рецептором Т-клетки, — для них необходимо как минимум две соседние молекулы.

«Мы впервые показали, что здесь работают два разных механизма», — говорит профессор Ева Шевчик.

Это открытие важно для будущих исследований и разработки Т-клеточных иммунотерапий, например, для лечения рака.