Действие происходит в так называемых зародышевых центрах, крошечных структурах лимфатической системы организма, где В-клетки учатся вырабатывать антитела против определенных микробов. Внутри этих участков В-клетки претерпевают процесс, известный как диверсификация, в ходе которого они испытывают быстрые мутации в генах, кодирующих антитела. Только лучшие B-клетки — те, которые имеют наивысшее «сродство» — отбираются, чтобы покинуть зародышевые центры и стать секретирующими антитела клетками.«В зародышевых центрах Т-клетки различают В-клетки, которые вырабатывают эффективные антитела, и те, которые не являются таковыми — именно благодаря их тщательному анализу иммунная система учится принимать правильные меры для борьбы с инфекцией», — говорит автор исследования Зив.
Шульман, постдок лаборатории молекулярной иммунологии Мишеля К. Нуссенцвейга. «Но никто никогда не наблюдал напрямую и не описывал динамику этого процесса, и мало что известно о том, как Т-клетки делают свое определение».Нуссенцвейг, профессор Занвил А. Кон и Ральф М. Штайнман, вместе с Шульманом и их коллегами разработали систему, в которой они могли наблюдать за зародышевыми центрами непосредственно у живых мышей в физиологических условиях, помечая Т-клетки и В-клетки отдельными флуоресцентные белки, которые позволяли им отслеживать движения клеток в режиме реального времени.
Они также разработали алгоритм, который мог обрабатывать полученные видео и точно отслеживать количество контактов между двумя типами ячеек, а также продолжительность каждого контакта.Они обнаружили, что количество антигена, улавливаемого В-клетками с высокоаффинными антителами и представляемого Т-клеткам, определяет продолжительность взаимодействия между клетками. В этих контактах В-клетки получают команду либо дифференцироваться в секретирующие антитела клетки, либо претерпеть дальнейшую мутацию.
Чтобы проверить, действительно ли клетки взаимодействуют друг с другом, исследователи также визуализировали количество свободного кальция в клетках. Они обнаружили увеличение внутриклеточного кальция, индикатора сигнальных событий, запускаемых во время взаимодействия Т- и В-клеток.
Кроме того, наблюдаемая динамика кальциевой передачи сигналов предполагает, что не только Т-клетки говорят В-клеткам, что делать, но и что поток информации является двунаправленным: Т-клетки также учатся у В-клеток.«Временная динамика взаимодействия позволяет Т-клеткам постоянно искать и находить В-клетки, которые представляют высокие уровни антигена, и оказывать им предпочтительную помощь, при этом позволяя конкурирующим В-клеткам мутировать и развиваться», — говорит Шульман. «Это интерактивный процесс, при котором В-клетки направляются Т-клетками, а Т-клетки учатся на своих взаимодействиях с В-клетками».
Исследовательская группа говорит, что лучшее понимание процессов, происходящих в зародышевых центрах, может привести к новым способам манипулирования ими, чтобы более эффективно использовать иммунную систему организма для разработки вакцин и борьбы с различными заболеваниями.