Американские ученые совершили прорыв, способный переосмыслить принципы функционирования иммунной защиты и предоставить новые перспективы в терапии онкологических болезней. Специалисты установили, что отдельные типы клеток иммунитета способны ликвидировать злокачественные образования посредством механизма, который ранее признавался невозможным. Данное наблюдение позволяет понять, как организм способен противостоять опухолевому росту даже при попытках раковых клеток уклониться от контроля со стороны иммунной системы.

Защитные силы организма включают в себя разнообразные специализированные клетки, каждая из которых выполняет свою функцию по выявлению потенциальных опасностей. При обнаружении признаков инфекции, вирусной атаки или злокачественной опухоли эти клетки активируют защитный механизм – либо самостоятельно, либо призывая другие элементы иммунной системы для скоординированного воздействия.

Ключевым элементом нового научного труда стал один из наиболее распространенных способов, с помощью которого раковые клетки избегают обнаружения со стороны иммунитета. Для идентификации клеток организм использует особые молекулярные структуры – главный комплекс гистосовместимости (MHC). Эти компоненты можно представить как своего рода «знаки отличия», передающие иммунной системе сведения о состоянии конкретной клетки.

Злокачественные образования иногда уменьшают концентрацию белков MHC первого класса на своей поверхности или полностью их маскируют. В результате, CD8+ Т-лимфоциты хуже распознают раковые клетки, что препятствует уничтожению клеток, пораженных инфекцией или опухолью.

Тем не менее, свежие научные изыскания выявили, что подобный способ избежания может повлечь за собой непредвиденные последствия. Специалисты выяснили, что раковые клетки, испытывающие дефицит молекул главного комплекса гистосовместимости первого типа (MHC класса I), демонстрируют повышенную восприимчивость к воздействию иных иммунных клеток – Т-лимфоцитов CD4+. Ранее эти клетки рассматривались преимущественно как вспомогательные компоненты в системе защиты, осуществляющие координацию работы других защитных сил.

Исследования были выполнены командой ученых из университета штата Мичиган и Медицинского колледжа Бейлора. Результаты этой работы заставляют пересмотреть некоторые фундаментальные принципы иммунологии, которые десятилетиями считались неоспоримыми истинами.

Выделяют два основных типа молекул MHC. Молекулы первого класса присутствуют практически во всех клетках организма с ядром и обеспечивают возможность для иммунной системы контролировать их состояние здоровья. Молекулы второго класса, как правило, находятся на поверхности специализированных иммунных клеток, выполняющих роль «наблюдателей» и передающих сигналы другим участникам процесса защиты.

Изначально предполагалось, что иммунные клетки CD8+ типа ликвидируют те клетки организма, которые демонстрируют тревожные маркеры MHC класса I, в то время как для активации клеток CD4+ требуется наличие сигналов, связанных с молекулами MHC класса II. Недавнее научное открытие указывает на гораздо более запутанный механизм.

Проведенные опыты с лабораторными мышами, а также анализ генетических данных пациентов, проходивших лечение от онкологических заболеваний, показали, что Т-клетки CD4+ способны уничтожать опухолевые клетки даже при условии того, что последние пытаются маскировать молекулы MHC класса I.

Исследователи подчеркивают, что многие инфекционные агенты и злокачественные новообразования намеренно снижают уровень экспрессии белков комплекса главного гистосовместимости первого типа (MHC I), стремясь обойти иммунную систему. Тем не менее, полученные данные свидетельствуют о том, что подобный маневр может привести к усилению восприимчивости раковых клеток к разрушению посредством Т-лимфоцитов CD4+.

Паван Редди, специалист в области иммунологии из Медицинского колледжа Бейлора, заявил, что если эти выводы будут подтверждены дальнейшими исследованиями, они способны пересмотреть существующие представления о функционировании Т-клеточного иммунитета. Это может оказать влияние не только на онкологическую практику, но и в других сферах здравоохранения, включая трансплантацию органов.

В ходе работы ученые также рассмотрели примеры развития реакции «трансплантат против хозяина» – серьезной проблемы после пересадки стволовых клеток, когда иммунные клетки реципиента начинают атаковать собственные ткани. Результаты продемонстрировали, что даже при отсутствии MHC класса I Т-клетки CD4+ могут уничтожать эпителиальные клетки кишечника, что позволяет лучше понять причины поражения желудочно-кишечного тракта в этом случае.

Более глубокое исследование показало, как CD4+ Т-лимфоциты ликвидируют поражённые клетки в аналогичных ситуациях. Выяснилось, что они активируют ферроптоз – специфический тип запрограммированной клеточной смерти, зависящий от наличия железа. Ферроптоз характеризуется запуском внутриклеточных деструктивных реакций, которые приводят к гибели клетки.

Исследователи пришли к выводу, что ферроптозЭтот процесс потенциально может иметь ключевое значение в развитии серьёзных повреждений кишечника при реакции «трансплантат против хозяина». Однако пока не ясно, влияет ли этот механизм на поражение других органов тела, что будет являться целью дальнейших научных работ.

Исследователи акцентируют внимание на том, что выявленный процесс нуждается в дальнейшем изучении. Основная часть работы была проведена с использованием животных моделей, поэтому теперь необходимо проверить полученные результаты посредством клинических испытаний на людях и более детально проанализировать молекулярные процессы, определяющие активность CD4+ Т-клеток.

Несмотря на это, открытие уже сейчас привлекает значительное внимание специалистов в области иммунотерапии. В последние годы методы лечения, направленные на усиление собственной противоопухолевой защиты организма, стали важным средством борьбы с различными формами злокачественных новообразований. Новые данные указывают на возможность существования альтернативного способа воздействия на опухоли, которые научились избегать иммунного контроля.

Исследователи полагают, что выявление взаимосвязи между концентрацией молекул главного комплекса гистосовместимости первого класса (MHC I) и функционированием CD4-положительных Т-лимфоцитов открывает перспективы для разработки инновационных терапевтических подходов. Эти методы способны либо стимулировать благоприятные иммунные процессы, направленные против злокачественных новообразований, либо подавлять нежелательную активность иммунной системы при аутоиммунных расстройствах и проблемах после пересадки органов.

Специалисты также подчеркивают роль CD4+ Т-клеток в патогенезе различных состояний здоровья, таких как инсулинозависимый диабет и целиакия. Таким образом, полученные результаты могут оказаться значимыми не только для борьбы с онкологическими заболеваниями, но и при лечении более разнообразных иммунных отклонений и аутоиммунных болезней.

Исследование опубликовано в журнале Nature Immunology.