Во время перехода от стволовых клеток к тому, чтобы стать функциональной частью иммунной системы, клетки должны пройти ряд стадий специализации, на которых у них будет возможность выбирать между путями, ведущими к различным типам клеток, обнаруживаемым в крови. Также важно, чтобы после того, как они выбрали специализацию, они остались привержены ей.
B- и T-клетки иммунной системы происходят из одной стволовой клетки.
Рудольф Гросседл и его коллеги смогли доказать еще в 1995 году, что фактор транскрипции EBF1 активен только в некоторых из этих клеток, и это вызывает их развитие в B-клетки. Однако до сих пор было неясно, играет ли EBF1 роль в постоянном напоминании B-клеткам об их идентичности.
В-клетки обычно умирают, когда EBF1 выключен.
В сотрудничестве с исследователями из Университета Фрайбурга исследователи Макса Планка собрали мышиные В-клетки на поздней стадии их развития и передали их мышам, лишенным иммунной системы. Затем они отключили ген EBF1 в трансплантированных В-клетках. Через три месяца они проверили, присутствуют ли еще иммунные клетки у мышей. «Мы думали, что шанс этого переноса, позволяющего клеткам оставаться живыми, невелик, поэтому мы были очень рады, что он сработал», – говорит Роберт Нечаницкий, докторант и первый автор исследования.
Исследователи действительно обнаружили иммунные клетки, но В-клетки забыли свою прежнюю идентичность. На их место пришли Т-клетки и естественные клетки-киллеры, которые обычно не встречаются у этих животных.
Чтобы выяснить, действительно ли Т и естественные клетки-киллеры произошли от трансплантированных В-клеток, исследователи искали специфический генетический след В-клеток.
В отличие от большинства других клеток в организме, В-клетки изменяют свою последовательность ДНК в процессе своего развития. Для производства антител они объединяют несколько генных сегментов, разрезая и соединяя свою ДНК, чтобы создать последовательность, способную кодировать функциональное антитело.
Исследователи обнаружили именно этот типичный генетический след В-клеток как в Т-клетках, так и в естественных клетках-киллерах. Они пришли к выводу, что после отключения фактора транскрипции EBF1 трансплантированные В-клетки забыли о своей специализации и превратились в клетки другого типа.
До сих пор было известно только, что отсутствие фактора транскрипции Pax5 имеет такой эффект. «Мы считаем, что эти два белка регулируют различные аспекты спецификации типа клеток. EBF1 в первую очередь репрессирует гены, которые будут запускать альтернативную программу развития в B-клетках, в то время как Pax5 гарантирует, что они больше не реагируют на сигналы, которые позволят им выбрать другую специализацию », – говорит Гроссчедл.
Исследователи из Фрайбурга теперь хотят понять точные молекулярные взаимодействия в клетках и лучше определить сеть задействованных факторов. В долгосрочной перспективе они надеются, что эти знания позволят перепрограммировать клетки, например, в случае патологической потери определенного типа клеток.