Полученные данные впервые показывают, как иммунные клетки работают вместе, чтобы добраться до конечного пункта назначения – места травмы или инфекции. Тело обширно, и вирус или бактерии могут проникнуть в любое количество мест: легкие, горло, кожа, желудок или ухо, и это лишь некоторые из них. Откуда иммунные клетки, в частности те, которые отвечают за убийство иностранных захватчиков, знают, куда идти?
Группа ученых обнаружила, что клетки, называемые нейтрофилами, – «первые респонденты» иммунной системы, – это ключ к успеху. Они прибывают к месту травмы в течение часа после заражения и оставляют за собой своего рода химический «след».
Иммунные клетки-киллеры, называемые Т-клетками, используют этот след, чтобы найти место повреждения и впоследствии уничтожить захватчика.
Фактически, когда ученые удалили нейтрофилы (или их следы) из уравнения, Т-клетки не нашли место повреждения так быстро и легко; они были более рассредоточены, меньше добрались до места травмы, а те, что сделали, были менее эффективны в борьбе с инфекцией.
«Иммунные клетки объединяются и обмениваются информацией, чтобы выполнять свою работу, подобно тому, как многие виды животных принимают участие в коллективном поведении на благо всей группы в целом», – сказал Минсу Ким, доктор философии.D., ведущий автор исследования и доцент кафедры микробиологии и иммунологии Дэвид Х. Центр Смита вакцинной биологии и иммунологии.
«Понимание того, как иммунные клетки взаимодействуют, чтобы добраться до места инфекции, приведет к новым способам контроля и улучшения реакции организма на все типы болезней», – добавил Дэвид Дж.
Топхэм, доктор философии.D., соавтор и профессор микробиологии и иммунологии Мари Карран Уилсон и Джозеф Чемберлен Уилсон.
Например, у людей с аутоиммунными заболеваниями, такими как рассеянный склероз и волчанка, иммунная система по ошибке атакует и разрушает здоровые ткани тела. Если бы ученые поняли, как нарушить или остановить движение иммунных клеток к здоровой ткани, они могли бы улучшить качество жизни людей, живущих с этими разрушительными заболеваниями.
Точно так же понимание того, как увеличить количество иммунных клеток, которые путешествуют для борьбы с инфекцией, может помочь ученым разработать более эффективные вакцины от вирусов, таких как грипп.
Исследование является частью гранта проекта Национального института исследований здравоохранения на сумму 9 миллионов долларов, который был присужден ученым из Школы медицины и стоматологии в 2014 году. Под руководством главного исследователя Деборы Дж.
Фауэлл, доктор философии.D., декана, профессора микробиологии и иммунологии, цель пятилетнего гранта – использовать передовые методы визуализации для наблюдения за иммунной системой, когда она борется с инфекциями и болезнями.
Команда Кима использовала чрезвычайно мощную технологию, называемую многофотонным микроскопом, чтобы наблюдать, как различные типы иммунных клеток попадают в трахею или трахею мышей, инфицированных гриппом.
Грипп обычно начинается в дыхательных путях, и наблюдение за движением иммунных клеток во всех тканях в режиме реального времени – в отличие от наблюдения за иммунными клетками в лабораторной посуде – дает гораздо более точную картину того, как функционирует иммунная система.
Многофотонный микроскоп является частью многофотонного основного комплекса Университета, который содержит самые современные системы, позволяющие получать изображения и анализировать in vivo (латинское «в живых»).
Команда Школы медицины и стоматологии – одна из немногих исследовательских групп иммунологии в мире, использующих эту технологию. Ученые со всего мира поедут в университет в ноябре на 1-й ежегодный симпозиум по иммунной визуализации.