Ученые из Медицинского института Кеннеди в Наффилде, Великобритания, определили новый путь для Т-клеток, который позволит им атаковать вирусы и рак.
Новое исследование ученых с кафедры ортопедии, ревматологии и опорно-двигательных наук и Dustin Group, опубликованное в журнале Science, описывает структуру и состав частиц супрамолекулярной атаки (SMAP) и их роль в уничтожении определенных клеток.
Цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ) являются важными компонентами иммунного ответа против вирусов и рака. Известно, что ЦТЛ распознают инфицированные или поврежденные клетки и выделяют растворимые белковые молекулы, которые создают перфорации в мембране клетки-мишени. Эти отверстия позволяют токсичным ферментам попадать внутрь и инициировать программу самоуничтожения, убивая клетки-мишени (цитотоксичность).
Новое исследование выявляет дополнительный механизм цитотоксичности в ЦТЛ. Команда определила SMAPs, белковые частицы диаметром ~ 120 нм, высвобождаемые ЦТЛ, которые могут убивать другие клетки, например, вирусы или рак. SMAP имеют ядро из цитотоксических белков, окруженное гликопротеиновой оболочкой.
Структура ядро-оболочка была продемонстрирована с помощью просвечивающего микроскопа B24, разработанного ускорительным комплексом Diamond Light Source и Научно-инновационным кампусом Harwell. Для него используется крио-мягкая рентгеновская томография.
«Используя этот национальный ресурс, мы смогли определить физическую природу частиц. Это подтвердило и расширило наши наблюдения, полученные с помощью флуоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения», – рассказывает Стефан Балинт, постдокторант в сфере молекулярной иммунологии, возглавлявший работу в Институте Кеннеди.
Структура ядро-оболочка SMAP позволила всей частице освободиться от ЦТЛ и немедленно подключиться к ее уничтожению. Исследование также показало, что SMAP могут существовать независимо и автономно от ЦТЛ.
«В то время как цитотоксические белки похожи на пули, SMAP – это бомба», – рассказывает Майк Дастин, директор по исследованиям Института Кеннеди.
Лучшее понимание SMAP может быть полезным для разработки новых стратегий для усиления активности ЦТЛ в отношении противовирусного иммунитета, иммунотерапии рака, регуляции иммунного ответа и многих других параметров. SMAP были обнаружены в ЦТЛ и в клетках-убийцах, но белковые частицы со структурой ядро-оболочка могут иметь более важные последствия для физиологии и заболеваний.
«Мы особенно рады потенциалу разработки SMAP для нацеливания на опухоли и других специфических для пациента методов лечения», – добавил Майк Дастин.