Группа учёных из Детского научно-исследовательского института Мердока в Мельбурне впервые воспроизвела и визуализировала самые ранние этапы зарождения и развития иммунных клеток человека in vitro.
Исследование австралийских учёных стало возможным благодаря объединению нескольких современных лабораторных методик.
На первом этапе эксперимента специалисты применили новейшие подходы генной инженерии и создали особую культуру плюрипотентных стволовых клеток человека.
Напомним, что эти "прародители" органов и тканей способны превращаться в любые клетки организма, кроме клеток плаценты и некоторых других структур, питающих эмбрион.
Благодаря проведённому генно-инженерному вмешательству, некоторые клетки в культуре начали испускать зелёное свечение при воздействии ультрафиолета.
В культуре плюрипотентных стволовых клеток хорошо заметны RAG1-позитивные клетки-предшественники Т-лимфоцитов, подсвеченные зелёным. Изображение с флуоресцентного микроскопа.
Это излучение сообщало исследователям о том, что в клетках присутствует специфический белок RAG1. Поясним, что это вещество содержится в клетках-предшественниках Т-лимфоцитов и указывает на то, что из них созреет именно эта боевая единица иммунитета.
Напомним, что Т-клетки являются основным звеном приобретённого иммунитета. Они "запоминают" вредоносные вещества и патогены, с которыми сталкивается организм, а затем распознают и уничтожают их при повторном попадании в организм.
Получив возможность хорошо различать в материале светящиеся RAG1-позитивные клетки-предшественники, команда сумела изолировать их для дальнейшего изучения.
В ходе дальнейшего наблюдения за их развитием учёные обнаружили любопытное явление. Оказалось, что эти клетки-предшественники дают начало не только Т-лимфоцитам.
Из них происходят также В-иммунные клетки, кроветворные клетки костного мозга и множество других клеток, необходимых в дальнейшем для формирования всей сложной иммунной системы позвоночных, включая человека.
Другим важным открытием стало то, что Т-лимфоциты ведут свою "родословную" вовсе не от предшественников клеток крови, населяющих костный мозг, как считалось ранее.
Эксперимент показал, что ключевые участники приобретённого иммунитета происходят из линии стволовых клеток, формирующих первичные органы эмбриона и в дальнейшем внутреннюю оболочку сосудов.
Кстати, эти данные хорошо согласуются с результатами прежних исследований. Они показали похожее происхождение Т-лимфоцитов у рыбок данио-рерио, а также лабораторных мышей.
Исследователи подчёркивают также, что создание подобной культуры клеток в лаборатории и возможность её тщательного изучения — это само по себе знаменательное событие.
Разработанная клеточная система станет доступной платформой для дальнейшего детального исследования самых ранних клеток приобретённого иммунитета человека, сообщают авторы в своей научной статье, опубликованной в престижном издании Nature Cell Biology.
Но почему же так важно иметь возможность выращивать наши защитные клетки в искусственных условиях? Ответ довольно прост. Кроме удовлетворения исследовательского интереса такой подход поможет учёным разобраться в истоках тяжёлых болезней, связанных с неправильной работой клеток иммунной системы.
Сюда относятся, например, детский лейкоз и некоторые аутоиммунные заболевания.
"Результаты исследования помогут лучше изучить механизмы развития лейкоза и диабета первого типа. Хотя, вероятно, пройдут годы, прежде чем мы начнём внедрять полученные знания в клиническую практику", — отмечает один из руководителей работы профессор Эндрю Элефанти (Andrew Elefanty) в пресс-релизе института.
Помимо этого, получение клеток иммунной системы в лаборатории усовершенствует иммунотерапию рака. Ведь благодаря открывающимся возможностям источником необходимых иммунных клеток станут клетки самого пациента.