Они опубликовали свои результаты в журнале Nature с открытым доступом Scientific Reports.«Известно, что белки, называемые цитокинами, влияют на судьбу иммунных клеток, но механизмы этого процесса до конца не изучены», — сказал Кеннет Острейх, доцент Исследовательского института Вирджинии Tech Carilion и ведущий исследователь этой статьи. «В нашем исследовании мы изучили, как конкретный цитокин, интерлейкин-15, влияет на паттерны экспрессии генов в Т-хелперных клетках».
Цитокины, выделяемые клетками, влияют на поведение других клеток. В этом случае Острейх и его команда изучили, как интерлейкин-15 или IL-15 влияет на клетки иммунной системы на модели грызунов.Некоторые из этих клеток, называемые Т-хелперами, контролируют и регулируют иммунную систему, помогая другим лейкоцитам.Т-хелперные клетки созревают по-разному в зависимости от сигналов окружающей среды в организме.
«Существует ряд различных зрелых эффекторных подмножеств, которые могут развиваться из наивных CD4 + Т-хелперных клеток», — сказал Острейх, который также является доцентом биомедицинских наук и патобиологии в Колледже ветеринарной медицины Вирджинии-Мэриленда. «Два фактора, которые определяют, как созревает Т-хелперная клетка, — это среда, в которой существует клетка, и то, как факторы транскрипции внутри клетки реагируют на эту среду».Инфекция и болезнь вызывают увеличение количества специфических цитокинов в организме во время иммунного ответа.
Предыдущее исследование Острейха продемонстрировало, что высокие уровни цитокина, известного как ИЛ-2, могут подтолкнуть наивные клетки к превращению в Т-хелперные клетки 1, которые обычно способствуют высокому воспалительному ответу, чтобы убить вторгшиеся патогены.И наоборот, снижение уровня IL-2 может привести к другому типу Т-хелперных клеток, которые влияют на выработку антител.
Клиницисты используют ИЛ-2 в качестве терапевтического средства у онкологических больных, потому что цитокин вызывает в организме такую эффективную воспалительную реакцию, которая действительно может помочь организму убить раковые клетки. Хотя лечение помогает некоторым пациентам, оно не всегда эффективно и может вызвать серьезные побочные эффекты.«Некоторые другие цитокины также могут влиять на судьбу иммунных клеток», — сказал Острейх. «Вот почему врачи расширяют терапевтическое использование цитокинов помимо IL-2, чтобы попытаться стимулировать определенные иммунные реакции у своих пациентов».
IL-15 имеет много общего с IL-2, включая их рецепторы. Хотя клиницисты уже тестируют эффективность ИЛ-15 в качестве иммунотерапевтического средства против рака, относительно мало известно о том, как именно цитокин влияет на наивные Т-хелперные клетки.Это то, что Эстрайх и его команда намеревались открыть — и их выводы были неожиданными.
«Сам по себе IL-15 не способствует воспалительной реакции клеток TH1, как мы думали», — сказал Острейх, добавив, что реакция аналогична снижению уровня IL-2, который влияет на выработку антител.Рецепторы для IL-2 и IL-15 состоят из трех частей, две из которых являются общими для цитокинов. IL-15 уникален тем, что третья часть его рецептора, альфа-субъединица, экспрессируется в другой клетке. Это как дверь с тремя замками, но у вас только два ключа, а у соседа третий.
«Некоторые типы клеток могут влиять на передачу сигналов IL-15», — сказала Кейтлин Рид, координатор лаборатории Острайха и один из ведущих авторов статьи. «Для полного связывания IL-15 нужна третья субъединица рецептора, но не обязательно дополнительная клетка. Это дополнительный уровень сложности».Сосед с третьим ключом может захотеть поболтать или попросить гаечный ключ.
Сосед, как и лишняя ячейка, может влиять на скорость отпирания двери. «Мы обнаружили, что вы можете предоставить меньше IL-15, если он представлен третьим рецептором», — сказал Острейх. «С терапевтической точки зрения пациенты могут принимать меньше лекарств, но при этом получать такой же сильный ответ».Острейх сказал, что следующим шагом может быть определение того, проявляют ли пациенты с раком, которые уже получают IL-15 в клинических испытаниях, такой же иммунный ответ TH1, как в его лаборатории.«Это очень своевременный и провокационный отчет», — сказал Ким Марголин, адъюнкт-профессор клинической практики Стэнфордского университета, не принимавший участия в исследовании. «Есть большая ценность в исследованиях, которые расширяют наше понимание механизмов этих молекул».
Марголин, врач, специализирующийся на иммунотерапии рака и изучающий терапевтический потенциал вариаций IL-15, отметил, что IL-15 недавно поступил в клинику как в качестве единственного агента, так и в комбинации с другими иммуномодулирующими агентами, такими как противоопухолевые антитела.«Это исследование дает лабораторным и клиническим исследователям дополнительную информацию о механизмах действия этого уникального цитокина», — сказал Марголин.
Работа Острейха потенциально может помочь в повышении эффективности существующих терапевтических средств.«Наши исследования — это фундаментальная наука, но в ходе клинических испытаний, возможно, уже сейчас можно будет использовать наши результаты», — сказал Острайх. «Это очень интересно».