Врождённый иммунитет умеет учиться

Некоторые клетки системы врождённого иммунитета могут десятилетиями помнить вирусы, с которыми они когда-то боролись.

Мы знаем, что иммунитет делится на врождённый и приобретённый. И в том, и в другом участвуют множество иммунных клеток и молекул. Клетки и молекулы врождённого иммунитета реагируют на какие-то особенности, которые свойственны тому или иному классу патогенов в целом. Например, у бактерий в клеточной стенке есть особые вещества, по которым можно отличить бактерию от не-бактерии. А многие вирусы, попав в клетку, наполняют её особыми двуцепочечными молекулами РНК, при этом сами вирусы могут быть разными, просто у них есть такая общая особенность.

Общие особенности есть и у раковых клеток. Врождённый иммунитет изначально настроен на такие отличительные признаки, и реагирует на них довольно быстро. Но распознаёт патогены он не очень точно, и потому до конца справиться с болезнью не всегда может.

Для целенаправленного избавления от конкретной неприятности есть приобретённый иммунитет, который, столкнувшись с тем или иным патогеном, выучивает его молекулярные признаки и в дальнейшем бьёт уже только по нему. Приобретённый иммунитет реагирует не на бактерий вообще, а на отдельный вид, на какого-нибудь вредоносного стафилококка; более того, клетки приобретённого иммунитета запомнят «визит» этого патогена в организм, и в дальнейшем, если он снова проявится, такие клетки памяти быстро включат нужные инструкции – и патоген исчезнет, не успев толком навредить.

Оба иммунитета, врождённый и приобретённый, работают вместе, но раньше считалось, что в определённом смысле они разделены, что врождённый отличается от приобретённого неспецифичностью и «беспамятностью». Однако несколько лет назад выяснилось, что некоторые клетки врождённого иммунитета – NK, так называемые естественные, или натуральные, киллеры (natural killer) – помнят молекулярные особенности патогенов, с которыми они воевали, и память эта формируется независимо от Т- и В-клеток, относящихся к приобретённому иммунитету. Эксперименты, в которых обнаружили памятливых естественных киллеров, ставили на мышах, но на днях в Science Immunology появилась статья, в которой говорится, что своя память есть и у человеческих NK-клеток.

Сначала исследователи из Медицинского колледжа Бейлора брали мышей с гуманизированной иммунной системой – это значит, что собственные иммунные клетки у животных заменили человеческими – и вводили некоторым из них оболочки ВИЧ. Борьба с вирусами входит в обязанности естественных киллеров, поэтому они должны были отреагировать на появление вируса иммунодефицита, пусть и неполного.

Затем NK-клетки собирали из организма мышей, выращивали в лабораторной культуре и потом снова добавляли к ним вирус иммунодефицита, либо вирус гриппа, либо какой-то безобидный невирусный белок. Иммунные клетки, взятые у мышей, которым не вводили белки ВИЧ, либо реагировали слабо, либо вообще не реагировали на то, что им потом добавляли в культуру. А вот NK-клетки, взятые у мышей, которым вводили белки ВИЧ,  явно реагировали на вирус иммунодефицита, намного слабее – на вирус гриппа, и вообще не реагировали на посторонний белок.

То есть, несмотря на то, что NK-клетки относятся к системе врождённого иммунитета, они в какой-то мере запомнили вирусную атаку. Но при этом была одна особенность: их брали из печени и селезёнки, и памятливость проявили только взятые из печени.

Для следующего эксперимента пригласили уже 40–60-летних людей, которые в детстве перенесли ветрянку. Им вводили гликопротеин вируса ветрянки, после чего у человека формировалась припухлость на коже в месте инъекции. В этой припухлости были NK-клетки, которые реагировали именно на вирус ветрянки, то есть они опять же демонстрировали память на вирус, которая сохранялась в иммунитете несколько десятков лет. А вот NK-клетки, взятые из другого места – не оттуда, где была инъекция вирусного гликопротеина – никакой особой реакции не показали.

Авторы работы полагают, что и у человека NK-клетки с памятью тоже связаны с печенью. Но почему они связаны с печенью и как вообще у клеток врождённого иммунитета появляется иммунная память, ещё предстоит выяснить. Дополнительная иммунная память – это очень важно, поскольку появляется возможность создавать более эффективные вакцины, которые будут учить дополнительные группы «памятливых» клеток.

По материалам The Scientist.