Вчені виявили новий тип імунної клітини

Біомедики з Каліфорнійського університету в Ріверсайді стверджують, що клітини нагадують М-клітини, які знаходяться в кишечнику та дихальних шляхах.

Це стало несподіванкою для професора Девіда Ло та його аспірантки Діани Дель Кастільо, коли дослідники з Ізраїлю нещодавно звернулися до них за консультацією щодо їхньої експертизи щодо спеціалізованих клітин, які називаються мікроскладчастими клітинами, або М-клітинами, які здебільшого відомі своєю присутністю в епітелії кишечника. . Ізраїльська група виявила подібні клітини в тимусі, органі, розташованому прямо над серцем, який виробляє лімфоцити — білі кров’яні тільця, які відіграють важливу роль в імунній системі та захищають організм від інфекції.

Ло, видатний професор біомедичних наук Ріверсайдської школи медицини Каліфорнійського університету, і Дель Кастільо, які є співавторами дослідницької статті, опублікованої в Nature, підтвердили, що нещодавно виявлені клітини в тимусі схожі на М-клітини. Діючи як воротарі, М-клітини є спеціалізованими клітинами доставки антигенів для імунної системи в такі органи, як кишечник і легені. Вони відіграють ключову роль у розвитку імунної системи організму.

Дослідники з Інституту науки Вейцмана в Ізраїлі під керівництвом Якуба Абрамсона розпочали дослідження епітелію тимуса на мишах перед тим, як зв’язатися з Ло, чиї дослідницькі інтереси включають розуміння того, як М-клітини в кишечнику та дихальних шляхах працюють для побудови нашої імунної системи. 

«Я працював над цими клітинами кілька років, тому, коли ізраїльська команда зв’язалася зі мною, я був заінтригований», — сказав Ло. «Я дізнався, що ця група проводила дослідження клітинної архітектури стромальних клітин — клітин, які складають певні типи сполучної тканини — у тимусі, і за допомогою нового прогресивного методу виявила популяцію клітин, дуже схожу на М-клітини, які ми побачити в кишечнику та дихальних шляхах. У моїх власних дослідженнях я просто ніколи не думав шукати М-клітини в тимусі».

На щастя для ізраїльських вчених, Дель Кастільо під керівництвом Ло вивчав тканини слизової оболонки — тканини, які вистилають деякі канали й органи — у мишей у лабораторії, і зміг відповісти на кілька запитань, наприклад, де в тимусі щойно виявлені клітини розташовані та що вони там роблять. 

Унікальна природа М-клітин тимуса

«Ці конкретні М-клітини обмежені певною областю в тимусі та мають унікальні асоціації з різними типами клітин і функціями», — сказав Дель Кастільо. «Питання, які ці клітини вже викликали, включають, наскільки вони схожі на М-клітини в інших частинах тіла і чим вони відрізняються від того, де вони були знайдені».

Ло пояснив, що протягом багатьох років тимус був тканиною, яка цікавить імунологів, оскільки розвиток імунної системи зосереджено і залежить від нього. 

«Це все ще залишається глибокою загадкою, яка продовжує привертати інтерес», — сказав він. «Тимус дає підказки до того, як зародилася імунна система. Цей складний орган із такою кількістю різних типів стромальних клітин і взаємодій відповідає за вироблення лімфоцитів, які захищають нас від інфекції».

За словами Ло, нещодавно виявлені М-клітини надзвичайно схожі на М-клітини, які спостерігаються в кишечнику та дихальних шляхах. 

«Але М-клітини тимуса мають різне походження, що само по собі є цікавою загадкою», — сказав він. «Після розвитку вони дуже схожі на ті, які ми вивчали в кишечнику. Як ми знаємо, М-клітини захоплюють віруси та мікроби, які потрапляють у дихальні шляхи, і передають їх імунній системі, яка потім реагує на інфекційні агенти. Чи М-клітини роблять те саме в тимусі з точки зору організації та функції? Ось що ми хотіли б знати».

Вивчення функції М-клітин тимуса

Дель Кастільо, яка працює над докторським ступенем у галузі біомедичних наук, використовувала генетично модифікованих мишей, щоб відповісти на запитання ізраїльських дослідників. 

«Ми виявили, що нові клітини були розкидані в медуллярній області тимуса», — сказала вона. «Це має цікаві наслідки з точки зору ролі та компартменталізації тимуса, наприклад, як ці клітини можуть функціонувати, регулюючи навчання лімфоцитів у цьому органі».

Ло і Дель Кастільо були здивовані, виявивши, що багато кроків, пов’язаних із формуванням імунної відповіді в різних частинах тіла, здається, повторюються в тимусі.

«Це захоплююче бачити, що багато з цих ранніх клітинних взаємодій і розвитку, які ми ретельно вивчали в периферичній імунній системі, відбуваються в тимусі», — сказав Ло. «Ми не очікували побачити ці взаємодії тут. Це як перегляд короткого відео в тимусі про те, що відбувається у великому масштабі на периферії».

Тимус також гарантує, що лімфоцити випадково не атакують наші власні тканини; мозкова речовина вилочкової залози – це місце, де ці рішення приймаються, кажуть вчені UCR.

«Нещодавно виявлені М-клітини є частиною цього процесу прийняття рішень», — сказав Дель Кастільо. «Вироблення антитіл у периферичній імунній системі для боротьби з інфекційними організмами включає кілька етапів і багато клітин, які взаємодіють одна з одною. Що вражає, так це те, що деякі з цих взаємодій повторюються на ранніх стадіях розвитку М-клітин тимуса».

За словами Ло, М-клітини тимуса можна розглядати як навчені функціонувати пізніше, коли це необхідно, на периферії таким чином, щоб вони були готові спілкуватися та взаємодіяти з іншими клітинами.

«Вилочкова залоза є складною, тому що вона створює цілу функціональну імунну систему та репертуар, і ми знаємо, що багато складових частин відіграють важливу роль у її роботі», — сказав він. «Ми не очікували, що М-клітини навіть з’являться в тимусі. Отже, це приємне відкриття, оскільки воно чітко пов’язане з подібними процесами, що відбуваються в кишечнику та дихальних шляхах, де 60-70% наших інфекційних агентів потрапляють у наше тіло».