Ученые публикуют свои выводы в иммунологическом журнале Immunity.
«Наше тело должно поддерживать нашу иммунную систему в тщательно сбалансированном состоянии», — говорит профессор Дирк Бреннер. "Если врожденные защитные силы организма чрезмерно активны, они обращаются против него. Это то, что происходит при аутоиммунных заболеваниях, например, при рассеянном склерозе или артрите. Однако, если защита слишком слабая, с инфекциями невозможно справиться, или клетки организма могут бесконтрольно размножаться и расти, образуя опухоли, которые могут стать опасными для жизни.«Иммунные клетки, такие как Т-клетки, поэтому обычно находятся в состоянии спячки, при этом потребление энергии снижено до минимума.
Если патогены или их части прикрепляются к их внешней оболочке, то Т-клетки просыпаются и ускоряют свой метаболизм. Это обязательно создает большее количество продуктов метаболизма, таких как активные формы кислорода (АФК) и свободные радикалы, которые могут быть токсичными для клеток.
Когда концентрация этих окислителей увеличивается, Т-клетки должны производить больше антиоксидантов, чтобы не отравиться. Ни одна из предыдущих исследовательских групп до этого не изучала детально механизм действия антиоксидантов на Т-клетки.
Изучая этот феномен, команда профессора Бреннера обнаружила, что антиоксидантный глутатион, вырабатываемый Т-клетками, служит не только сборщиком мусора для утилизации АФК и свободных радикалов, он также является ключевым переключателем энергетического метаболизма, который контролирует иммунный ответ, и, таким образом, имеет высокую актуальность при различных заболеваниях. «Эти удивительные результаты составляют основу для целенаправленного вмешательства в метаболизм иммунных клеток и для разработки нового поколения иммунотерапевтических средств», — поясняет профессор Маркус Олерт, директор Департамента инфекций и иммунитета LIH.
Для своих исследований ученые использовали генетически модифицированных мышей, в Т-клетках которых был удален ген Gclc, и поэтому эти клетки не могли производить глутатион. «У этих мышей мы обнаружили, что контроль над вирусами нарушен — мыши, у которых отсутствует ген Gclc, имеют иммунодефицит. Но по той же причине это также означало, что у мышей не могло развиться какое-либо аутоиммунное заболевание, такое как рассеянный склероз."Дальнейшие испытания, проведенные проф.
Команда Бреннера продемонстрировала причину этого: «Мыши не могут производить глутатион в своих Т-клетках, — продолжает профессор Бреннер», и поэтому отсутствуют ряд других сигнальных событий, которые непосредственно ускоряют метаболизм и увеличивают потребление энергии."В результате без глутатиона Т-клетки не становятся полностью функциональными; они остаются в состоянии гибернации, и не возникает саморазрушающего аутоиммунного ответа. Профессор Карстен Хиллер из Технологического университета Брауншвейга, который сотрудничал с люксембургскими учеными, добавляет: «Любопытно видеть, что клеточный метаболизм и активация иммунной системы так тесно взаимосвязаны и что для достижения правильной функции необходимо тонкое взаимодействие."
Профессор Бреннер рассматривает свои эксперименты с Т-клетками как прелюдию к более глубокому исследованию энергетического баланса иммунных клеток в целом.
Например, ряд различных аутоиммунных заболеваний связаны с нарушениями в различных подгруппах Т-клеток. «Если мы поймем различия в молекулярных механизмах, с помощью которых они стимулируют свой метаболизм во время защитных или аутоиммунных реакций, то мы сможем обнаружить ключи к возможным точкам атаки терапевтических агентов, регулирующих иммунный ответ.Выдающийся исследователь видит аналогичную ситуацию в отношении рака: «В этом контексте также важно знать, почему иммунные клетки, которые фактически должны бороться с раковыми клетками, опускаются до низкого метаболического состояния, а в некоторых случаях даже активно подавляют иммунный ответ. против опухоли. Противодействующие меры, стимулирующие метаболизм, могут заставить иммунные клетки работать более эффективно и более эффективно бороться с раком."
В последующих проектах исследователи планируют получить новые показания для потенциальных мест терапевтического вмешательства.
Группы из Люксембурга и Брауншвейга в настоящее время подают заявки на финансирование новых исследований для совместного проекта, поддерживаемого Немецким исследовательским фондом (DFG) и Люксембургским национальным исследовательским фондом (FNR).
