Ученые выяснили, что мешает иммунной системе распознавать и уничтожать раковые клетки. Они выяснили, что виноват в этом собственный белок Т-лимфоцитов, провоцирующий их истощения. Владея новой информацией, исследователи смогут найти способ устранить «молекулярный тормоз» иммунитета.
Иммунная система подобна Супермену, чья основная задача – защищать организм от дефектных клеток, способных превратиться в раковые, вирусов и других патогенных микроорганизмов. Ее главными воинами являются Т-клетки, группа лимфоцитов, которые играют центральную роль в формировании иммунного ответа – распознают и атакуют специфические клетки в разных частях тела, подлежащих уничтожению.
В этих кровяных клетках происходят случайные перестройки определенных генов, вследствие чего в каждом лимфоците продуцируется белок-иммуноглобулин, способный идентифицировать особый элемент на других белковых молекулах. Когда такой элемент – к примеру, в составе оболочки опасного вируса – появляется в поле зрения Т-клетки, она получает сигнал на размножение, производя множество потомков, готовых его атаковать.
Эти клетки – охранители организма, и обычно способны в течение нескольких дней справиться с гриппом, ветрянкой и другими болезнями. Но иногда инфекции могут оставаться в организме несколько месяцев, приводя к возникновению хронических заболеваний. Примерно то же самое, как считается, происходит с раковыми клетками, которые, возникая в теле человека, провоцируют иммунную систему на постоянную борьбу с ними. В результате она испытывает колоссальное давление, пытаясь, с одной стороны, активно бороться с угрозой, а с другой – «тормозит» себя, чтобы не причинить вреда здоровым клеткам, вызвав хроническое воспаление или аутоиммунные болезни.
Как следствие, лимфоциты часто страдают от истощения, что замедляет их активность, из-за чего они не могут полностью побороть такую болезнь, как рак.
Ученые предположили, что возвращение Т-клеток в нормальное состояние сможет восстановить должный иммунитет. И оказались правы. В 2018 году американский профессор Джеймс Эллисон из Онкологического центра им. М. Д. Андерсона Техасского университета и японский профессор иммунологии Тасуку Хондзе из Университета Киото получили Нобелевскую премию по медицине и физиологии за открытие терапии рака путем ингибирования отрицательной иммунной регуляции.
Они обнаружили иммунные контрольные точки – молекулы, с помощью которых злокачественные клетки подавляют иммунную реакцию. Эллисон работал с белком CTLA-4, который действует как тормоз для Т-клеток, помогая опухолям бесконтрольно и агрессивно развиваться. Если освободить лимфоциты от этого тормоза, организм будет гораздо активнее распознавать и уничтожать раковые клетки.
Его японский коллега Хондзе изучал аналогичный белок, присутствующий на мембране иммунных клеток, – PD1, являющийся компонентом системы программируемой клеточной смерти, который раковые клетки «выключают», чтобы стать невидимыми для защитных сил организма. Если этот «рецептор торможения» заблокировать, их старания будут напрасны: лимфоциты разыщут их и уничтожат.
Таким образом, оба нобелевских лауреата обнаружили «молекулярные тормоза» в Т-клетках, которые ответственны за их истощение. Но общие механизмы, которые управляют этим процессом, до недавнего времени оставались загадкой.
В статье, опубликованной на прошлой неделе в престижном научном издании Nature, международная команда ученых из Израиля, Германии, Швейцарии, Австралии и Америки, возглавляемая профессором Мюнхенского технологического университета Дитмаром Зеном, впервые частично раскрыла этот механизм.
«Благодаря международному сотрудничеству мы смогли продемонстрировать, что белок под названием Тох является главным регулятором процесса истощения иммунных клеток, – говорит профессор Сирилл Коэн, специалист по онкологической иммунологии биологического факультета израильского Университета имени Бар-Илана, принимавший участие в знаковом исследовании. – Активируясь в Т-клетках, этот белок способен ввести их в состояние, в котором они перестают реагировать на угрозу в лице злокачественных клеток».
Коэн изучал этот феномен на человеческих клетках меланомы, успешно продемонстрировав связь между экспрессией гена, кодирующего белок Тох в Т-клетках, и сниженной иммунологической реактивностью в отношении опухолевых клеток.
Это исследование должно привести к лучшему пониманию того, как иммунные клетки репрессируются и как помочь им раскрыть свой потенциал в борьбе с хроническими заболеваниями, включая рак. «Сейчас, владея этой информацией, мы сможем придумать, как нейтрализовать некоторые из этих барьеров, чтобы восстановить нормальное функционирование иммунной системы, даже при хронических болезнях, чтобы эффективнее справляться с онкологией и вирусными инфекциями», – подытожил Коэн.
