Разделительные стенки: как иммунные клетки проникают в ткани

Чтобы добраться до нужных мест, иммунные клетки не только протискиваются сквозь крошечные поры. Они даже преодолевают стеноподобные барьеры из плотно упакованных клеток. Исследователи из Института науки и технологий Австрии (ISTA) обнаружили, что деление клеток является ключом к их успеху. Вместе с другими недавними исследованиями их результаты, опубликованные в журнале Science , дают полную картину процесса, столь же важного для лечения, как и для распространения рака.

Представьте себе каменную стену в сельской местности. Плотно упакованный, один камень сидит поверх другого, заполняя мельчайшие промежутки. Казалось бы, непреодолимое препятствие. На своем пути по всему телу для борьбы с инфекциями иммунные клетки сталкиваются с такими барьерами в виде плотных тканей. Чтобы выполнять свою работу службы спасения тела, им нужно найти выход. В недавнем исследовании ученые из группы Siekhaus ISTA вместе с сотрудниками из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) и тремя студентами местной средней школы внимательно изучили, как это происходит у эмбрионов плодовых мушек.

Во время развития этих крошечных прозрачных животных макрофаги, доминирующая форма иммунных клеток у плодовых мушек, инфильтрируют ткани. Используя высококачественные микроскопы, ученые смогли проследить их путешествие. «Макрофаги прибывают к стене и ищут подходящее место для входа», — объясняет Мария Ахманова, до недавнего времени работавшая постдоком в исследовательской группе Дарьи Зикхаус и первым автором исследования.

Открывая новые горизонты

Сигналы, направляющие макрофаги, направляют их в нужное место. Там макрофаг-первопроходец, первая клетка, которая переместится, ждет. Внезапно часть стены начинает двигаться. Клетка прямо перед макрофагом округляется, готовясь к делению — нормальная часть ее клеточного цикла. «Это то, чего ждал первооткрыватель», — говорит Ахманова. Продвигая вперед свое клеточное ядро, клетка-первопроходец теперь продвигается вперед, в то время как все остальные макрофаги следуют за ней. Как также недавно обнаружила группа Зикхауса, для прорыва первопроходец получает дополнительный заряд энергии благодаря сложному процессу, управляемому недавно открытым белком, который ученые назвали Атосса. Кроме того, ученые узнали, что для защиты своего чувствительного ядра от повреждений макрофаги вырабатывают защитную броню из актиновых нитей.

Деление клеток имеет решающее значение для успеха

Точно ингибируя, замедляя и ускоряя деление граничащих клеток ткани, исследователи теперь могут доказать, что решающим компонентом, который позволяет иммунным клеткам проникать, на самом деле является окружающее клеточное деление .. По мере того, как она округляется, чтобы подготовиться к делению, клетка ткани в месте входа теряет некоторые точки соединения с окружающей средой, как наблюдали исследователи с помощью живых изображений. В сотрудничестве с лабораторией Де Ренциса в EMBL исследователи также искусственно вызвали округление с помощью передовой техники, используя свет, чтобы вызвать генетические изменения. Этого было недостаточно, чтобы макрофаги проникли внутрь. Но генетически уменьшение количества клеточных соединений было. «Было очень интересно наблюдать, как макрофаги смогли проникнуть в ткань только тогда, когда тканевая клетка потеряла свои связи», — говорит Ахманова.

Мощные последствия для исследований рака

«Деление клеток, являющееся ключевым процессом, контролирующим инфильтрацию макрофагов, — это действительно очень элегантная концепция с серьезными последствиями», — с энтузиазмом говорит профессор Дарья Сикхаус. Тот же механизм, который помогает макрофагам проникать в ткани, может быть важен и для многих других типов иммунных клеток у позвоночных, таких как человек. В долгосрочной перспективе ученые хотят узнать, могут ли манипуляции со связями или делениями тканевых клеток помочь увеличить инфильтрацию иммунными клетками опухолей, чтобы бороться с ними изнутри, или помочь уменьшить способность иммунных клеток атаковать ткани во время аутоиммунитета. «Наши результаты также повлияют на любого исследователя, который работает с любой мигрирующей клеткой в ​​контексте тела», — объясняет клеточный биолог.

Для своего исследования биофизик-теоретик и научный сотрудник Лизы Мейтнер Мария Ахманова углубилась в мир микроскопии. С помощью своего наставника Дарьи Зикхаус она узнала все, что могла, об очаровательных и очень полезных плодовых мушках. В состав группы также входили трое учеников средней школы Клостернойбурга. Во время школьной экскурсии по лабораториям института они обнаружили в себе энтузиазм к исследованиям. Следовательно, они помогли Ахмановой в скрещивании и идентификации плодовых мух.и даже написал алгоритм для ускорения анализа изображений. «Успех этого исследовательского проекта стал возможен благодаря совместным усилиям многих ученых и огромной помощи трех целеустремленных старшеклассников!» говорит Ахманова.

Предыдущий
Следующий
Корзина

Корзина пуста.