Исследовательская группа из Онкологический центр Киммела, входящий в состав Университета Джонса Хопкинса выяснила, как CD8+ Т-клетки иммунной системы используют цистеин для контроля двух важнейших функций, конкурирующих за этот ресурс: способности иммунных клеток к размножению и уничтожению раковых клеток.
Исследование, опубликованное в журнале Cell, исследования выявили, что цистеин – аминокислота, являющаяся основой всего живого – играет важную роль для Т-клеток, однако способ его использования отличается. Проникновение цистеина в клетку приводит к его распределению по двум внутренним путям, которые определяют различные функции Т-клеток. Один из этих путей способствует росту и размножению клеток, а другой – регулирует иммунную реакцию, включая производство веществ, способных бороться с раковыми образованиями.
В ходе исследований, проведенных с использованием лабораторных моделей, было установлено, что цистеин стимулирует синтез глутатиона – антиоксиданта, контролирующего деятельность Т-клеток. Он также содействует их размножению и поддержанию противоопухолевой функции, обеспечивая серу для железо-серных кластеров (FeS), формирующихся при участии фермента NFS1.
«Когда цистеин проникает в клетку, он способен проявлять различные свойства, — отмечает Эрика Пирс, старший автор исследования, заслуженный профессор кафедры онкологии и биохимии и молекулярной биологии. — Понимание того, куда и когда он попадает, крайне важно для определения поведения Т-клеток».
Ограничение поступления цистеина в организм лабораторных животных привело к повышению активности Т-клеток, сопровождающемуся увеличением выработки ими молекул, участвующих в передаче иммунных сигналов. Это, в свою очередь, усиливало их способность уничтожать раковые клетки, однако при этом снижалась способность к делению и размножению. Препятствование формированию кластеров FeS подавляло размножение Т-клеток и ослабляло противоопухолевый иммунитет.
Учитывая вовлеченность цистеина в разнообразные клеточные процессы и его роль в поддержании иммунных функций, представляется перспективным избирательное регулирование метаболизма цистеина в Т-клетках: его потребление может быть увеличено в одних случаях и уменьшено в других. Это позволит сохранить необходимые функции и избежать истощения CD8+ Т-клеток.
При проведении лабораторных экспериментов на мышах, имеющих меланому, было установлено, что Т-клетки, лишенные белка NFS1, менее эффективно подавляют рост опухоли и проявляют признаки истощения. В то же время, увеличение активности NFS1 способствует увеличению количества Т-клеток и улучшает их способность контролировать опухоль. Сдерживание выработки глутатиона после первоначальной активации Т-клеток также способствует усилению противоопухолевой реакции.
Анализ полученных данных указывает на ранее не описанный механизм регуляции метаболизма, влияющего на работу иммунных клеток. Хотя для подтверждения этих выводов требуются дальнейшие исследования, предварительные результаты позволяют предположить, что возможно целенаправленно влиять на использование Т-клетками цистеина для обеспечения иммунного ответа при борьбе с раком, а также на процессы, которые препятствуют такой активности.
«По словам Пирса, знание принципов действия этих механизмов позволяет более точно настраивать реакцию Т-клеток при онкологических и других болезнях.
[Фото: brgfx / Freepik.com]