: 20.11.2024
Искусственные лимфоидные «органоиды» помогут понять, как работает иммунитет человека
В последние годы для исследований нормального или патологического развития органов человека широко используются трехмерные органоподобные структуры, выращенные «в пробирке». Недавно удалось разработать и полусинтетические модели иммунных тканей, которые позволяют изучать иммунные процессы на молекулярном, клеточном, тканевом уровнях
Для экспериментального изучения работы органов и систем тела в режиме реального времени вместо человека по этическим соображениям обычно используют модельных животных либо простые клеточные культуры. Такой подход имеет много ограничений по таким причинам, как межвидовые отличия либо отсутствие взаимодействия с клетками других типов.
Альтернатива есть. Это – органоиды, клеточные трехмерные модели, которые обычно выращивают из недифференцированных стволовых клеток, получаемых из обычных путем перепрограммирования. Под действием особых химических факторов такие клетки способны превращаться в клетки других типов, давая начало конкретным тканям и органам. Другими словами, запускать эмбриональную программу развития.
Одна из самых сложных исследовательских задач – изучение биологии иммунитета и нарушений работы иммунной системы, состоящей из множества взаимодействующих компонентов: иммунных органов, клеток и биологически активных молекул.
Ученым из США удалось создать своего рода «иммунные органоиды» человека, которые довольно точно имитируют лимфоидные ткани. В отличие от «классических» органоидов, эти структуры созданы на основе специальных синтетических гидрогелей, имитирующих тканевое микроокружение. Органоиды были заселены выделенными из крови человеческими иммунными В-лимфоцитами (В-клетками). Эти клетки, способные продуцировать защитные антитела, – важное звено гуморального иммунитета.
В органоидах В-клетки сформировали зародышевые центры – специализированные структуры, где эти клетки сталкиваются с чужеродными веществами-антигенами и учатся распознавать и атаковать патогены. Именно в этих центрах идет дифференцировка, созревание В-клеток и выработка антител – процессы, необходимые для успешной защиты против инфекций.
Новые модельные иммунные системы могут найти разнообразное применение. С их помощью можно, к примеру, изучать особенности иммунной защиты при раке, разрабатывать терапевтические противораковые вакцины. Можно отслеживать эффективность терапии в конкретном случае, моделировать индивидуальные реакции человека на определенную инфекцию и т.п.
Сами исследователи с помощью «иммунных органоидов» смогли оценить, как ведут себя в конкретном микроокружении В-клетки людей с лимфомой – онкологическим заболеванием лимфоидной ткани.
Известно, что у таких пациентов после успешного лечения препаратами искусственных антител к антигену CD20 часто наблюдается повышенная восприимчивость к инфекциям за счет снижения выработки антител, которая может сохраняться в течение многих лет после терапии. Такой эффект наблюдается и у других онкобольных, а также у страдающих хроническими инфекциями и просто пожилых людей.
В эксперименте ученые заселили систему иммунных органоидов В-клетками от пациентов с диффузной В-крупноклеточной лимфомой, которые находились в стадии ремиссии после химио- и иммунотерапии, а также здоровых людей. Затем они вводили в систему вакцину против гриппа. В результате выяснилось, что иммунный ответ на вакцину В-клеток от больных людей действительно был нарушен.
В норме В-клетки должны при созревании перемещаться под действием хемокина CXCL12 строго определенным образом, формируя определенные зоны. Но когда исследователи создали в гидрогеле градиент CXCL12, то таким образом вели себя только В-клетки, полученные от здоровых людей. У клеток, полученных от онкобольных, эта способность была утрачена.
Эта работа подтвердила возможности «иммунных органоидов» для моделирования нормальных и патологических иммунных реакций. А полученные данные могут помочь в разработке способов восстановления иммунной защиты после специфической терапии и адаптации методов вакцинации у больных лимфомой.
Публикации по теме:
Иммунотерапия рака, или как обучить иммунитет команде «фас!»
Клеточная иммунотерапия: от цирроза до инсульта
Фото: https://www.flickr.com
: 20.11.2024 
