Для работы большинства вакцин организму необходимы два типа клеток – В-клетки и Т-хелперы – для выработки антител. В-клетки – это фабрики антител, а Т-хелперы улучшают силу и точность антител, чтобы добраться до дома и атаковать свои цели. Метод, который идентифицирует эти вспомогательные иммунные клетки, может помочь в разработке будущих вакцин, особенно для уязвимых групп населения.
Вакцины против гриппа работают, заряжая иммунную систему очищенными белками из внешнего слоя убитых вирусов гриппа. Антитело – это белок, который распознает уникальную молекулу патогена, называемую антигеном, которая специфична для определенного штамма. Антитела точно связываются со своими мишенями даже в лучших условиях. При этом антитело блокирует репликацию вредоносного микроба или помечает его для уничтожения другими иммунными клетками.
Уровень антител в крови говорит иммунологам, насколько хорошо работает вакцина, в частности, сколько антител вырабатывается и насколько сильно они уничтожают микробы. Относительно немногочисленные циркулирующие Т-фолликулярные хелперные клетки, или сокращенно cTfh, являются ключом к силе антител. Без Tfh невозможно получить эффективные антитела, но очень мало известно о клетках cTfh у людей после вакцинации.
Теперь группа исследователей из Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете нашла способ идентифицировать небольшую популяцию cTfh, присутствующую в крови после ежегодной вакцинации против гриппа, чтобы отслеживать их вклад в силу антител. На этой неделе они опубликовали свои выводы в Science Immunology. В исследованиях, проводимых под руководством доктора медицины Рамина Герати, инструктора по инфекционным заболеваниям, использовалось многомерное профилирование иммунных клеток и специфические геномные тесты для выявления и отслеживания этих редких клеток с течением времени.
"Плохое понимание функции cTfh отчасти объясняется тем, что эти клетки проводят большую часть своего времени в ожидании следующей инфекции в лимфатических узлах и не циркулируют в крови," сказал старший автор E. Джон Уэрри, доктор философии, профессор микробиологии и директор Института иммунологии в Пенсильвании. "Чтобы понять, насколько хорошо эти клетки выполняют свою работу после вакцинации, нам нужен способ измерения их реакции без прямого доступа к лимфатическим узлам. Из-за центральной роли циркулирующих Т-фолликулярных хелперных клеток в разработке антител новые стратегии разработки вакцин выиграют от лучшего понимания свойств этих важных клеток в иммунном ответе."
Молекулярные штрих-коды
Каждая Т-клетка имеет уникальный рецептор на внешней поверхности. После вакцинации в результате получается одна Т-клетка с этим уникальным штрих-кодом, которая воспроизводится, создавая тысячи клонов с идентичными копиями одного и того же штрих-кода. После вакцинации это увеличение Т-клеток прекращается, и несколько клонов остаются. Эти клетки памяти ждут в лимфатических узлах и других органах, пока в следующий раз не попадет инфекция или вакцина. Затем эти клоны могут быть задействованы для защиты человека или повышения иммунитета к вакцине.
В текущем исследовании команда смогла отследить циркулирующие вспомогательные Т-клетки, потому что уникальный штрих-код, которым они обладают, специфичен для штаммов, используемых в ежегодной вакцине против гриппа. Уэрри и его коллеги проследили выработку антител у 12 здоровых субъектов в возрасте от 20 до 45 лет в течение трех лет с 2013 по 2105 гг. Циркулирующая субпопуляция фолликулярных Т-клеток-помощников экспрессировала различные факторы транскрипции и цитокины – Bcl-6, c-Maf и IL-21 – по сравнению с другими субпопуляциями Т-клеток в крови. Количество клеток cTfh резко увеличилось через семь дней после прививки от гриппа.
Повторная вакцинация участников исследования привела к получению генетически идентичных клонов клеток cTfh через несколько лет, что указывает на устойчивую память cTfh на вакцину против гриппа. Эти ответы являются прокси для определения специфических антител к вакцине против гриппа каждый год. Кроме того, эти результаты измеряют динамику вызванных вакциной cTfh памяти и воспоминаний с течением времени, что позволяет исследователям отслеживать ключевые реакции cTfh, вызванные вакциной человека, и понимать, почему ответы на вакцины против гриппа у многих людей неоптимальны.
Возможность отслеживать эти cTfh-ответы в крови вместо доступа к лимфатическим узлам у людей позволяет в реальном времени отслеживать ключевые клеточные механизмы, участвующие в вакцинации. Такие знания должны позволить дальнейшую оптимизацию вакцин от трудноизлечимых заболеваний, таких как грипп, а также ВИЧ и других инфекций, при которых создание сильнодействующих вакцин было проблемой.
"Эти cTfh являются недостающей частью возможности по-настоящему контролировать и прогнозировать их способность вызывать желаемую величину и качество иммунной памяти и, следовательно, защиту с помощью вакцин," Уэрри сказал. Затем группа намерена изучить пожилые люди, в которых вакцины не столь эффективны, и спросить, какую роль популяции клеток cTfh играют в этой части человеческой популяции.