Наша иммунная система настроена на борьбу с вирусами. По мере появления данных о том, как наши тела реагируют на SARS-CoV-2, мы смотрим, как разные иммунные клетки работают вместе, чтобы отразить новый коронавирус, и почему Т-клетки могут играть большую роль, чем первоначально думали ученые.
Многие люди будут знакомы с концепцией антител, которые вырабатываются нашим организмом для борьбы с инфекцией.
В борьбе с новым коронавирусом SARS-CoV-2 ученые широко приветствовали присутствие нейтрализующих антител как святой Грааль иммунитета к будущим инфекциям.
Однако антитела не существуют изолированно. Фактически, несколько клеток в нашем организме должны работать вместе, прежде чем антитела, особенно нейтрализующие антитела, войдут в стадию.
Одна подгруппа Т-лимфоцитов играет важную роль в сложном взаимодействии, которое приводит к выработке антител. Другой тип Т-клеток убивает клетки, инфицированные вирусами.
Теперь Т-клетки появляются как дополнительный путь к иммунитету в контексте COVID-19.
Но что такое Т-клетки и почему они играют ключевую роль в борьбе с новым коронавирусом?
Чтобы понять, что делают Т-клетки и их связь с антителами, а также с краткосрочным и долгосрочным иммунитетом, мы должны углубиться в науку иммунологии.
Какую роль играют Т-клетки?
Т-клетки - это тип лимфоцитов или белых кровяных телец. Костный мозг производит их в виде клеток-предшественников, и они мигрируют в тимус, отсюда и название Т-клетки.
Есть несколько типов Т-клеток.
В недавнем подкасте This Week in Virology (TWiV) доктор Джон Юделл , руководитель отдела клеточной биологии в лаборатории вирусных заболеваний Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) в Бетесде, штат Мэриленд, дал обзор Т-клеток в контексте COVID-19.
Т-хелперы, которые некоторые люди называют Т-лимфоцитами CD4 или Т-хелперами CD4, потому что они несут на своей клеточной поверхности белок, называемый кластером дифференцировки 4 (CD4), следят за нашими телами на предмет патогенов.
Доктор Юделл объяснил, что когда вирус заражает клетку, есть два способа предупредить иммунную систему об инородном захватчике.
После того, как вирус интернализируется в клетке, он проходит через ряд отделов, где ферменты распаковывают его и расщепляют на небольшие пептиды. Некоторые из этих пептидов улавливаются молекулами класса II главного комплекса гистосовместимости (MHC) .
Эти молекулы являются частью инструментария нашего тела для наблюдения.
Молекулы MHC класса II затем возвращаются к поверхности клетки и представляют вирусный пептид проходящим клеткам. Эти пептиды могут активировать CD4-хелперные Т-клетки, которые, в свою очередь, играют решающую роль. Они позволяют В-клеткам, еще одному типу лейкоцитов и профессиональных продуцентов антител, вырабатывать специфические иммуноглобулиновые (Ig) G-антитела к вирусному пептиду.
В ответ на это взаимодействие с Т-хелперами CD4, В-клетки затем созревают в плазматические клетки или В-клетки памяти. Плазматические клетки продолжают вырабатывать антитела в течение нескольких недель, после чего перемещаются в костный мозг. Здесь они остаются для долговременной защиты.
В-клетки памяти остаются в циркуляции или поселяются в стратегических местах как часть системы наблюдения за организмом. Если наше тело снова заразится тем же вирусом, наши В-клетки памяти узнают вирусный антиген, обработают его и повторно представят вирусный антиген Т-хелперной CD4-клетке.
Что делают Т-киллеры?
В то время как CD4-хелперные Т-клетки распознают антигены, представленные молекулами МНС класса II, цитотоксические Т-клетки, или Т-клетки CD8, или Т-киллеры CD8, реагируют на пептиды, представленные молекулами МНС класса I.
Когда вирус заражает клетку, он захватывает механизмы клетки, чтобы производить вирусные белки. Но некоторые из пептидов, образующихся во время этого процесса, направляются в молекулы MHC Class I, которые переносят их на поверхность клетки и представляют их другим клеткам.
Это позволяет клетке сигнализировать о том, что ее заразил вирус. CD8 Т-клетки находят и убивают инфицированные клетки - ключевой механизм избавления от вирусной инфекции.
Поскольку многие вирусы могут размножаться очень быстро, этот процесс должен быть быстрым, чтобы вирус не распространялся. С помощью молекул MHC класса I, представляющих вирусные пептиды на поверхности клетки, CD8 Т-клетки могут распознавать инфицированные гриппом клетки в течение примерно 1,5 часов .
Т-клетки CD8 могут превращаться в Т-клетки памяти CD8 , которые обеспечивают быстрый и продолжительный ответ, если тот же патоген снова поднимет свою уродливую голову.
В контексте COVID-19 важную роль играют как Т-хелперы CD4, так и Т-клетки CD8.
В недавней статье в журнале Nature Reviews Immunology исследователи из Института иммунологии Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета в Филадельфии, штат Пенсильвания, обобщили то, что ученые знают о Т-клетках и COVID-19 на сегодняшний день.
Они указывают на то, что ответы Т-лимфоцитов CD8 у людей с тяжелой формой COVID-19 могут быть не такими эффективными, как у людей с легкой формой заболевания. В частности, может быть меньше Т-клеток CD8, а те, которые присутствуют, могут быть неспособны превратиться в Т-клетки памяти CD8.
Однако они указывают, что не все результаты исследований вписываются в это повествование. В некоторых случаях исследователи наблюдали чрезмерный ответ Т-лимфоцитов CD8 у пациентов с COVID-19.
Для CD4 T-хелперных клеток данные свидетельствуют об аналогичном паттерне потенциальной дисрегуляции или дисфункции нормальных ответов.
«Большинство, хотя и не все, госпитализированные пациенты, похоже, демонстрируют как CD8 +, так и CD4 + Т-клеточные ответы, и данные указывают на возможные субоптимальные, чрезмерные или иным образом несоответствующие Т-клеточные ответы, связанные с тяжелым заболеванием».
- Зею Чен и Э. Джон Уэрри
«Фактически, у разных пациентов может существовать несколько различных паттернов Т-клеточного ответа, что предполагает возможность различных клинических подходов, адаптированных к конкретному иммунотипу конкретного пациента», - продолжают они.
Тестирование на антитела и Т-клеточные ответы
Во многих случаях ученые проводят тесты на антитела, чтобы определить, развил ли человек иммунный ответ на вирусную инфекцию.
Это отличается от диагностического теста, который ищет вирусный генетический материал, чтобы определить, есть ли у человека инфекция.
Тесты на антитела относительно просты. В недавнем крупномасштабном исследовании, проведенном в Испании, использовалось сочетание пальцевой пробы и лабораторных тестов, чтобы установить, у скольких людей в стране есть антитела к SARS-CoV-2.
Однако проверить реакцию Т-клеток человека не так-то просто.
В недавнем исследовании, сравнивающем ответы Т-клеток между людьми, выздоровевшими от COVID-19, и образцами, взятыми у людей, взятых до пандемии, ученые подвергли предшественников Т-клеток крови вирусным пептидам, чтобы увидеть, вызывает ли это ответ Т-хелперных Т-лимфоцитов CD4 или Т-лимфоцитов CD8. .
Затем они использовали специальное оборудование, чтобы различать разные типы клеток, в которые превратились предшественники.
По мере того, как набирают обороты призывы к более простым и быстрым способам проверки того, есть ли у людей в настоящее время инфекция SARS-CoV-2, ученые также разрабатывают новые способы тестирования того, как наши Т-клетки реагируют на новый коронавирус.
Medical News Today недавно поговорила с Джеймсом Хиндли, доктором философии из Indoor Biotechnologies, который работает над более простым тестом на Т-клетки, который ученые могут использовать в повседневных лабораторных условиях.
«Сначала мы полагаем, что этот тест будет в первую очередь использоваться для разработки вакцины, чтобы определить, возник ли Т-клеточный ответ на вакцину и достаточно ли он для защиты от инфекции», - пояснил доктор Хиндли. .
Он также предвидит, что органы общественного здравоохранения смогут использовать этот тест для проверки реакции Т-клеток на SARS-CoV-2. Вместе с тестами на антитела это может позволить им установить уровень иммунитета у населения.
Ученым потребуется больше данных, чтобы выяснить, как ответы Т-клеток и В-клеток вписываются как в патологию, так и в иммунитет к инфекции SARS-CoV-2 в долгосрочной перспективе.
По мере того как научное сообщество реагирует на потребности, выявленные пандемией, новые и инновационные методы тестирования и крупномасштабные совместные исследования, надеюсь, дадут некоторые из этих ответов.
