В иммунных клетках "суперразрешение" раскрывает механизм работы натуральных киллеров

Ученые, используя новый микроскоп "сверхвысокого разрешения" (STED), обеспечивающий четкие изображения в чрезвычайно малых масштабах, получили беспрецедентные изображения иммунной системы в действии. Инструмент показывает, как гранулы из натуральных киллеров (NK-клеток) проходят через отверстия в динамических клеточных структурах, чтобы уничтожить свои цели: опухолевые клетки и клетки, зараженные вирусами.

Новая технология позволяет исследователям видеть отдельные элементы, ранее находившиеся ниже физических пределов визуализации с помощью света. Ранее микроскопы не могли "видеть" объекты меньше 200 нанометров. STED-микроскоп использует уникальное расположение лазеров и флуоресценции для визуализации тонких структур, таких как белковые филаменты, размером менее 60 нанометров.

Исследование, проведенное под руководством Джордана С. Оранжа, сосредоточено на биологии NK-клеток в иммунологическом синапсе — месте, где NK-клетка прикрепляется к клетке-мишени и доставляет убивающие молекулы. Ключевым компонентом этого процесса является филаментозный актин (F-актин), структурный белок в NK-клетках, который образует плотную сеть. Через неё движутся литические гранулы.

Ранее считалось, что F-актин отсутствует в центре сети, где гранулы секретируются через синапс. Теперь, при сверхразрешении, исследование, проведенное на живых человеческих клетках и клеточных линиях, показывает, что F-актин пронизывает весь синапс, но оставляет отверстия, как раз достаточно большие, чтобы позволить гранулам пройти. При этом F-актин, по-видимому, динамически взаимодействует с гранулами, перемещая их к целям.

Оранж сравнил филаменты F-актина с рельсами американских горок, которые быстро перестраиваются, чтобы провести "гонщика" через узкий туннель. Дальнейшие исследования будут изучать использование энергии и биологические механизмы, позволяющие литическим гранулам перемещаться по иммунологическому синапсу. Более глубокое понимание этого процесса может позволить ученым разработать более эффективные методы лечения наследственных заболеваний, нарушающих работу иммунной системы.

Исследование опубликовано 13 сентября в открытом онлайн-журнале Public Library of Science Biology (PLoS Biology).