Иммунитет может сам уничтожить опухоль

Недавно Infox.ru писал, как по иммунным клеткам (Т-лимфоцитам) можно прогнозировать продолжительность и силу рецидивов вирусного заболевания -- генитального герпеса. Однако иммунная система животных (в том числе и человека) сталкивается не только с инфекционными болезнями. Поэтому она содержит специальные агенты, которые распознают и убивают неинфицированные, но подозрительные клетки.

Недоверчивые убийцы

Иммунная система человека состоит из сложного комплека белков, клеток, тканей и органов, которые обеспечивают безопасность организма на разных этапах взаимодействия с внешней средой. Одни составляющие защищают организм от инфекций, другие -- от внутренних сбоев. Особое внимание ученых привлекают нормальные киллеры (NK от англ. natural killer). Эти большие зернистые лимфоциты убивают клетки, как и Т-лимфоциты (Т-киллеры). Но в отличие от последних NK не так «доверчивы». Поэтому они воздействуют на инфицированные клетки, которые на молекулярном уровне «замаскировались» от Т-лимфоцитов. В этом смысле NK подстраховывают иммунитет, хотя и не формируют иммунологическую память. Еще NK способны уничтожать опухолевые клетки. Ученые уверены, что знания о недоверчивых убийцах могут значительно изменить методы лечения инфекционных и онкологических заболеваний.

Детектор рака

Предполагается, что NK находят опухоль с помощью рецептора NKG2D, который распознает многочисленные комплементарные участки (лиганды) на поверхности активно размножающихся больных клеток. Молекулярные остовы, на которые реагируют рецепторы NKG2D, присутствуют и на здоровых клетках. Однако на поверхности клеток рака их особенно много. По всей видимости, именно они привлекают клетки NK.

За прошедшее десятилетие ученые выяснили, что опухоли с большим количеством лигандов к рецептору NKG2D погибают из-за чрезмерной атаки киллеров. Блокировка и дефицит рецептора NKG2D напротив, способствует росту и процветанию различных форм рака. Предположительно, судьба опухоли зависит от наличия в организме NK, а также есть ли на поверхности раковых клеток достаточное количество молекулярных остовов, которые привлекут внимание киллера. Исследователи надеются, что рано или поздно знания о детекторе и уничтожителе рака позволят разработать препараты, которые либо спровоцируют иммунную систему на точечную атаку, либо заменят ее.

Иммунитет против рака

Сотрудники Института Пастера (Institut Pasteur) под руководством Жака Дегина (Jacques Deguine) провели серию экспериментов (in vivo и in vitro), которые помогают разобраться в тонкостях противораковой борьбы иммунитета.

В эксперименте с мышами ученые попытались вырастить подкожную опухоль. Но не какую-нибудь, а такую, на поверхности клеток которой присутствуют лиганды к рецептору NKG2D. Оказалось, что вне зависимости от количества онкогенной «закваски» рак не развивается. То есть, привлекательная для для киллеров клетка погибала почти мгновенно. Однако результат справедлив лишь для животных с полноценной иммунной системой. В эксперименте с мышами, лишенными всех лимфоцитов, даже единичные опухолевые клетки начинали активно размножаться и образовывали твердую опухоль всего лишь за несколько дней.

Биологи попробовали остановить экспериментальный онкогенез, но пришли к выводу, что сделать это можно лишь превентивно. Так, NK, введенные в организм безлимфоцитных мышей за четыре дня до инъекции опухолевых клеток, полностью останавливали онкогенез. Зато опухолевые клетки, которым никто не помешал в самом начале болезнетворного пути, полностью игнорировали запоздалое появление киллеров. Такими экспериментами ученые еще раз подтвердили предположение, что NK противостоят раку.

В следующем опыте исследователи оценили «привлекательность» лигандов к рецептору NKG2D для онкокиллеров. Для этого Жак Дегин и его коллеги посчитали количество клеток NK внутри молодых опухолей с помощью цитометрии и фокальной микроскопии. Оказалось, что в одном кубическом миллиметре опухоли, на клетках которой есть лиганды к рецептору NKG2D, количество клеток-киллеров по сравнению с опухолью без таких лигандов в четыре раза больше. При этом общее количество клеток NK в организме и селезенке мышей с различными опухолями оставалось одинаковым и не отличалось от нормы. Это означает, что именно лиганды заставляют NK перемещаться к опухоли, концентрироваться и распространяться внутри нее. А онкологическое заболевание не влияет на выработку организмом противораковых клеток.

Биологи изучили морфологические характеристики противораковых лимфоцитов и пришли к выводу, что попадая в опухоль, они «взрослеют» -- значительно подрастают, крепнут и становятся подвижными. Все это помогает клеткам NK быть более агрессивными по отношению к опухоли.

Исследователи обратили внимание, как взаимодействуют клетки опухоли и иммунной системы в экспериментах in vitro. Оказалось, что у NK есть помощники -- Т-лимфоциты. Но, в отличие от них, NK ведут достаточно подвижные образ жизни, перескакивая от одной клетки к другой. Т-лимфоциты, напротив, устанавливают прочные связи, прилипая к опухолевой клетке. Несмотря на непродолжительную связь, NK оказывают на рак более сильное цитотоксическое воздействие и буквально растворяют опухоль.

Ученые отмечают, что в основе цитотоксического воздействия Т-лимфоцитов лежат кальциевые потоки. Противораковое воздействие клеток NK не зависит от ионов кальция.

Исследователи уверены, что результаты эксперементов, опубликованные в статье Intravital Imaging Reveals Distinct Dynamics for Natural Killer and CD8+ T Cellsduring Tumor Regression в журнале Cell, помогут разобраться с противораковым иммунитетом и разработать принципиально новые точечные препараты, которые заставят организм самостоятельно бороться с недугом.