Иммунная система оказалась способна атаковать рак способом который считался невозможным

Исследователи из США сделали открытие, которое может изменить представления о работе иммунной системы и открыть новые возможности для лечения онкологических заболеваний. Учёные выяснили, что некоторые иммунные клетки способны уничтожать раковые клетки способом, который ранее считался невозможным. Это открытие помогает объяснить, как организм может бороться с опухолями даже тогда, когда раковые клетки пытаются скрыться от иммунной системы.

Иммунная система человека состоит из множества специализированных клеток, каждая из которых отвечает за обнаружение определённых угроз. Когда иммунные клетки распознают признаки инфекции, вируса или опухоли, они запускают защитную реакцию самостоятельно либо привлекают другие компоненты иммунной системы для совместной атаки.

В центре нового исследования оказался один из наиболее известных способов, с помощью которых раковые клетки скрываются от иммунитета. Для распознавания клеток организм использует особые молекулы, называемые главным комплексом гистосовместимости, или MHC. Эти структуры можно сравнить с идентификационными метками, которые сообщают иммунной системе информацию о состоянии клетки.

Опухолевые клетки иногда снижают уровень молекул MHC класса I на своей поверхности или практически полностью их скрывают. Благодаря этому раковые клетки хуже распознаются CD8+ Т-лимфоцитами, которые играют ключевую роль в уничтожении клеток, поражённых инфекциями или опухолями.

Однако новое исследование показало, что такая стратегия уклонения может иметь неожиданную обратную сторону. Учёные обнаружили, что клетки опухоли, лишённые нормального уровня MHC класса I, становятся более уязвимыми для другого типа иммунных клеток — CD4+ Т-лимфоцитов. Традиционно эти клетки считались преимущественно вспомогательными элементами иммунного ответа, координирующими действия других защитных механизмов.

Работа была проведена исследователями из Мичиганского университета и Медицинского колледжа Бейлора. Полученные результаты ставят под сомнение некоторые положения иммунологии, которые считались общепринятыми на протяжении десятилетий.

Существуют два основных класса молекул MHC. Молекулы класса I присутствуют практически на всех клетках организма, имеющих ядро, и позволяют иммунной системе отслеживать их состояние. Молекулы класса II обычно располагаются на специализированных иммунных клетках, которые выполняют функции наблюдателей и передают сигналы другим участникам иммунного ответа.

Ранее считалось, что клетки с подозрительными сигналами MHC класса I уничтожаются исключительно CD8+ Т-клетками, тогда как CD4+ Т-клетки реагируют только на сигналы, связанные с MHC класса II. Новое исследование показало, что такая схема оказывается значительно сложнее.

Эксперименты на лабораторных мышах, а также анализ генетических баз данных, собранных в ходе лечения онкологических пациентов, продемонстрировали, что CD4+ Т-клетки способны атаковать опухолевые клетки даже в тех случаях, когда последние скрывают свои молекулы MHC класса I.

Авторы исследования отмечают, что многие патогены и опухоли специально уменьшают экспрессию MHC класса I, чтобы избежать иммунного контроля. Однако полученные результаты показывают, что подобная стратегия может, наоборот, повышать чувствительность опухолевых клеток к уничтожению со стороны CD4+ Т-лимфоцитов.

По словам иммунолога Павана Редди из Медицинского колледжа Бейлора, если результаты будут дополнительно подтверждены, они могут изменить понимание Т-клеточного иммунитета не только в онкологии, но и в других областях медицины, включая трансплантологию.

Учёные также изучили модели реакции «трансплантат против хозяина» — опасного осложнения после пересадки стволовых клеток, при котором донорские иммунные клетки начинают атаковать ткани организма пациента. Исследование показало, что даже при отсутствии MHC класса I CD4+ Т-клетки способны уничтожать клетки кишечника, что помогает объяснить механизмы повреждения желудочно-кишечного тракта при этом заболевании.

Дополнительный анализ позволил выяснить, каким образом CD4+ Т-клетки осуществляют уничтожение клеток в подобных условиях. Оказалось, что они используют процесс ферроптоза — особую форму программируемой клеточной гибели, зависящую от железа. В ходе ферроптоза внутри клетки запускаются разрушительные процессы, приводящие к её гибели.

Исследователи пришли к выводу, что ферроптоз может играть важную роль в развитии тяжёлых поражений кишечника при реакции «трансплантат против хозяина». При этом остаётся неизвестным, участвует ли данный механизм в повреждении других органов, что станет предметом будущих исследований.

Авторы подчёркивают, что обнаруженный механизм пока требует дополнительного изучения. Основная часть работы была выполнена на животных моделях, поэтому теперь необходимо подтвердить результаты в клинических исследованиях с участием людей и более подробно изучить молекулярные процессы, лежащие в основе активности CD4+ Т-клеток.

Тем не менее открытие уже сейчас вызывает большой интерес среди специалистов по иммунотерапии. За последние годы методы лечения, направленные на усиление естественной противоопухолевой активности иммунной системы, стали важным инструментом борьбы с различными видами рака. Новые данные позволяют предположить существование ещё одного способа воздействия на опухоли, которые научились скрываться от иммунного надзора.

По мнению авторов работы, понимание связи между уровнем MHC класса I и активностью CD4+ Т-клеток может привести к созданию новых методов лечения, позволяющих либо усиливать полезные иммунные реакции против опухолей, либо, наоборот, снижать нежелательную активность иммунитета при аутоиммунных заболеваниях и осложнениях трансплантации.

Учёные также отмечают, что CD4+ Т-клетки участвуют в развитии ряда других заболеваний, включая сахарный диабет первого типа и целиакию. Поэтому новое открытие может иметь значение не только для онкологии, но и для более широкого круга иммунологических и аутоиммунных нарушений.

Исследование опубликовано в журнале Nature Immunology.