Вопреки общепринятой в настоящее время модели развития Т-клеток, исследователи из Медицинской школы Университета Пенсильвании обнаружили, что ювенильные клетки на пути к созреванию иммунных клеток могут развиваться либо в Т-клетки, либо в другие типы клеток крови, а не только коммитироваться. к пути Т-клеток. Результаты опубликованы в выпуске журнала Nature на этой неделе и имеют значение для лучшего понимания того, как возникают Т-клеточные лейкозы и другие заболевания.
«Чрезвычайно важно понять историю жизни линии Т-лимфоцитов и определить шаги, которые мультипотентные клетки-предшественники принимают, чтобы созреть до Т-клеток», – говорит ведущий автор Джеремайя Белл, доктор философии, научный сотрудник отдела лабораторной медицины и Патология. «Если вы пытаетесь понять Т-клеточный иммунодефицит, Т-клеточный рак или другие расстройства, связанные с Т-клетками, вам сначала необходимо знать этапы развития Т-клеток и сигналы, действующие на каждом этапе.”
Жизнь Т-лимфоцитов и всех других клеток крови начинается в костном мозге в виде гемопоэтических стволовых клеток (ГСК). HSC могут стать различными типами клеток крови, включая эритроциты, тромбоциты, лейкоциты и все клетки, участвующие в защите организма от патогенов и чужеродных белков. Первым этапом процесса, ведущего к такому разнообразию, является превращение HSC в клетки-предшественники, называемые мультипотентными клетками-предшественниками (MPP).
Принятая версия того, что происходит дальше, – это развилка на пути к зрелой клетке крови. Каждый MPP стремится стать либо предшественником эритроцитов и нелимфоидных лейкоцитов (так называемый миелоидный путь), либо предшественником Т- и В-клеток (так называемый лимфоидный путь). Затем предшественники Т-клеток попадают в тимус, небольшой орган, расположенный под грудиной, где их называют ранними предшественниками тимуса (ETP).
«Если принятая в настоящее время модель развития Т-клеток верна, то ранние предшественники тимуса, ЭТФ, должны быть способны производить Т-клетки, но не могут производить миелоидные клетки», – объясняет старший автор Авинаш Бхандула, доктор философии, доцент патологии. и лабораторная медицина. «Вместо этого Иеремия обнаружил, что клетки-предшественники, которые попадают в вилочковую железу, еще не участвуют в миелоидном или Т-клеточном пути.”
Чтобы определить потенциал ETP, команде сначала пришлось отделить ETP от всех других клеток тимуса мыши. Это было достигнуто путем сортировки клеток на основе поверхностных тегов, характерных для типа клеток ETP.
Затем отдельные клетки ETP были тщательно помещены в культуру, так что каждый контейнер содержал только одну клетку. «Мы действительно хотели исследовать отдельные клетки», – говорит Белл. «В противном случае, даже если вы видите Т-клетки и миелоидные клетки, вы не можете быть уверены, что все они произошли от одной и той же клетки-предшественника.После роста и деления в течение нескольких дней клетки из каждого контейнера исследовали, снова с помощью поверхностных меток, чтобы увидеть, присутствуют ли Т-клетки или миелоидные клетки.
К удивлению Белла и Бандула, большинство культур, начатых с единичных клеток, превратились в смесь Т-клеток и миелоидных клеток. Это означает, что большинство ранних клеток-предшественников тимуса не превращаются в Т-клетки к тому времени, когда они попадают в вилочковую железу. Клетки ETP сохранили способность становиться либо Т-клетками, либо миелоидными клетками.
Поскольку ETP продемонстрировали способность вызывать миелоидные типы клеток, команда также спросила, возникают ли в норме некоторые миелоидные клетки в тимусе из ETP. Процесс развития Т-клеток в тимусе требует, чтобы клетки-предшественники перестроили фрагменты ДНК. Этот процесс перестройки ДНК необходим для создания рецептора антигена, используемого Т-клетками, и навсегда маркирует ETP. Белл и Бхандула обнаружили, что постоянные следы прошлых перестроек ДНК присутствовали в миелоидных клетках тимуса, но не в миелоидных клетках других участков. Это показало, что ETP дают начало миелоидным клеткам в нормальном тимусе. «Очень трудно согласовать эти данные с нашим старым взглядом на развитие Т-клеток», – отмечает Бхандула.
«Теперь мы хотим понять, как ЭТФ принимают решение стать миелоидными клетками или Т-клетками в тимусе», – говорит Белл. «Хотя наше исследование сосредоточено на фундаментальной науке, оно имеет отношение к выяснению того, как Т-клеточные лейкозы развиваются из ранних клеток-предшественников.”
«Мы также интересуемся миелоидными клетками вилочковой железы, которые возникают из-за ЭТФ», – добавляет Бхандула. «Делают ли они что-то, о чем нам нужно знать, и что это может быть?”
Источник: Пенсильванский университет