Естественные киллеры в действии: впервые показано в 3D-деталях, как иммунные клетки убивают рак

Учёные в деталях, превосходящих все предыдущие наблюдения, показали, как белые кровяные тельца используют смертоносные гранулы для уничтожения больной ткани. Исследование опубликовано в PLoS Biology.

Исследователи из Имперского колледжа Лондона и Оксфордского университета применили «оптические» лазерные пинцеты и микроскоп сверхвысокого разрешения, чтобы увидеть внутреннюю работу естественных киллеров (NK-клеток) с рекордной детализацией. Они описали, как NK-клетка перестраивает свой внутренний каркас из актиновых белков, чтобы создать пору в мембране. Через эту пору клетка доставляет к цели смертоносные гранулы, наполненные ферментами.

Роль NK-клеток и перспективы

NK-клетки защищают организм, идентифицируя и убивая вирусы и опухоли. Они также могут влиять на исход трансплантации костного мозга, определяя, отторгнет ли организм реципиента донорскую ткань.

Понимание механизмов работы NK-клеток может привести к созданию новых методов лечения. Лекарства, влияющие на то, где и когда NK-клетки убивают, могут быть использованы для таргетированного уничтожения опухолей или для предотвращения нежелательного разрушения тканей при отторжении трансплантата и аутоиммунных заболеваниях.

Новая методика визуализации

Новый уровень визуализации стал возможен благодаря совместной разработке физиков из Имперского колледжа и использованию микроскопа сверхвысокого разрешения в Оксфорде. Учёные иммобилизовали NK-клетку и её цель с помощью пары лазерных пинцетов, чтобы микроскоп мог зафиксировать всё, что происходит на контакте между клетками.

Было показано, как актиновые филаменты расходятся, образуя крошечную пору, а гранулы с ферментами перемещаются к ней, чтобы выйти из NK-клетки и атаковать цель.

Технические особенности

Контакт между NK-клеткой и мишенью составляет всего около сотой доли миллиметра, а миниатюрные актиновые белки и гранулы постоянно меняют положение в течение нескольких минут от первого контакта до уничтожения цели. Новый метод, в отличие от обычных микроскопов, позволяет быстро получать множество изображений контактной зоны в горизонтальной плоскости, что даёт беспрецедентную возможность напрямую наблюдать динамические молекулярные процессы между живыми клетками.

Микроскоп обеспечил сверхразрешающее 3D-изображение структур клетки с удвоенным, по сравнению с обычным световым микроскопом, разрешением, максимизируя захват света от образца и минимизируя рассеянный свет внутри прибора.