Ученые Детской клинической больницы Сент-Джуд (St. Jude Children's Research Hospital), Теннесси, США, определили ключевой регулятор активности иммунной системы – белок-«хранитель» белых клеток крови, производящих «войска» для борьбы с инфекциями.

Ученым удалось установить, что важнейшее значение для сохранения баланса иммунной системы и борьбы с инфекциями имеет белок Tsc1. Потеря этого белка приводит к снижению количества определенных клеток иммунной системы и ослаблению иммунного ответа. Исследование опубликовано в интернет-издании журнала Nature Immunology.

Белок Tsc1 выполняет свою функцию, подавляя путь, инициирующий выработку специализированных белых клеток крови, известных как эффекторные Т-клетки (effector T cells). Эти клетки составляют основу адаптивного иммунитета, распознающего и уничтожающего специфические бактерии и вирусы.

Работая на мышах с измененной методами генной инженерии иммунной системой, ученые показали, что Tsc1 поддерживает минимальный уровень активности белых клеток крови, известных как наивные Т-клетки (naïve T cells).

Состояние покоя наивных Т-клеток уже давно признано важнейшим условием нормального функционирования иммунной системы. Но как именно оно достигается и поддерживается, ученым до сих пор было непонятно.

Хонбо Чи (Hongbo Chi), PhD.
(Фото: stjude.org)

«Наша работа впервые показывает, что главным регулятором состояния активности наивных Т-клеток является белок Tsc1», – говорит руководитель исследования доктор философии Хонбо Чи (Hongbo Chi). «Полученные нами результаты не только углубляют понимание клеточной биологии иммунной системы, но и имеют, в будущем, большой потенциал в области клинического применения».

Доктор Чи предполагает, что подобный процесс может играть важную роль и в регуляции иммунных клеток, известных как Т-клетки памяти (memory T cells), помогающих иммунной системе распознавать инфекционные агенты, с которыми организм уже встречался, и организующих быстрый ответ на эти уже известные антигены.

Белок Tsc1 известен, прежде всего, как опухолевый супрессор, помогающий предотвращать развитие рака путем подавления активности белка mTOR и одноименного молекулярного пути. Путь mTOR играет ключевую роль в развитии не только рака, но и метаболических заболеваний, а также в процессе нормального старения организма.

В иммунной системе Tsc1 выполняет уникальную функцию. Благодаря подавлению пути mTOR Tsc1 поддерживает минимальный уровень метаболической и клеточной активности наивных Т-клеток.

Потеря белка Tsc1 предрасполагает Т-клетки к преждевременной активации, приводящей в конечном итоге к запрограммированной клеточной смерти (апоптозу). Следовательно, этот процесс приводит к уменьшению запаса обычных Т-клеток, а также специализированных клеток иммунной системы другой группы, известной как инвариантные естественные Т-киллеры (invariant natural killer T cells). В проведенных учеными экспериментах потеря Tsc1 снижала способность мышей бороться с бактериальными инфекциями.

«Мы считаем, что поддержание Т-клеток в состоянии покоя имеет решающее значение для предотвращения преждевременной клеточной смерти и обеспечения продуктивного иммунного ответа», – подводит итог исследованию доктор Чи.

Схематическая модель путей Tsc1 и Tsc2. Комплекс Tsc1/Tsc2 играют важную роль в клеточном цикле,
росте клеток и их пролиферации и тесно связан с белком mTOR и одноименным путем. Путь mTOR играет
ключевую роль в развитии рака и метаболических заболеваний, а также в процессе нормального старения организма.
(Рис. atlasgeneticsoncology.org)

Хотя для понимания того, как именно mTOR регулирует степень активности Т-клеток, необходимы дальнейшие исследования, эта работа позволяет составить общее представление о процессе. Белок Tsc1  – часть большого комплекса, регулирующего активность mTOR. Белок mTOR также является компонентом двух больших комплексов, известных как mTORC1 и mTORC2. Доктор Чи и его коллеги показали, что поддержание наивных Т-клеток в состоянии покоя требует, чтобы Tsc1 сохранял низкий уровень активности mTORC1. Если белок Tsc1 потерян или подавлен преждевременно, активность mTORC1 возрастает, что приводит к различным аномалиям и гибели клеток.

Аннотация к статье

The tumor suppressor Tsc1 enforces quiescence of naive T cells to promote immune homeostasis and function