Гибридный лимфоцит, несущий характеристики как B, так и T-клеток может играть роль в стимулировании аутоиммунитета при заболевании диабетом, хотя механизм далеко не ясен.
Согласно учебникам, клетки адаптивной иммунной системы должны быть либо B-клетками, либо T-клетками — они не могут совмещать в себе характеристики или быть чем-то промежуточным. Но, еще раз доказав, что природа полна сюрпризов, ученые обнаружили новый тип лимфоцитов у пациентов с диабетом 1 типа, которые сочетают в себе характеристики В-клеток и Т-клеток. Исследователи предполагают, что эти гибриды могут играть важную роль в болезни, побуждая иммунную систему атаковать собственные инсулин-продуцирующие клетки организма (сообщили 30 мая в Cell).
«Наличие клетки, которая экспрессирует как B-клеточные рецепторы, так и T-клеточные рецепторы, само по себе очень ново, — отмечает Джейн Бакнер, иммунолог и президент исследовательского института Benaroya, некоммерческой организации в Сиэтле, которая проводит исследования в области заболевания иммунной системы. — Тем не менее, необходимы дополнительные исследования, чтобы установить его роль в диабете 1 типа, — добавляет Бакнер, — который не принимал участия в исследовании.»
Исследовательская группа наткнулась на клетки-изгои, когда они искали определенный тип В-клеток, которые они ранее изучали в крови пациентов с диабетом 1 типа. Используя проточную цитометрию, они наблюдали клетки, которые представляют как B-клеточные, так и T-клеточные рецепторы на своей клеточной поверхности, и при дальнейшем исследовании они обнаружили, что клетки также экспрессируют гены, специфичные для линий B и T-клеток. Эти клетки «двойного экспрессора» (DE) были значительно более многочисленными у пациентов с сахарным диабетом 1 типа, чем у контрольных, объясняет Абдель Хамад, иммунолог из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса и старший автор исследования.
Команда сделала еще одно неожиданное открытие при анализе геномов клеток DE, выделенных от трех неродственных людей, у всех из которых был диабет 1 типа. Встроенные во множественные гены, которые кодируют В-клеточный рецептор клеток, группа Хамада обнаружила уникальную последовательность, которая присутствовала в большинстве клеток DE. Это было необычно, потому что этот конкретный участок последовательности рецептора B-клетки обычно очень разнообразен и резко отличается между отдельными клетками, объясняет Хамад. Примечательно, что он и его коллеги могли найти последовательность только в клетках DE от пациентов с сахарным диабетом 1 типа: они не обнаружили ее в клетках DE от здорового контрольного субъекта или в общедоступной базе данных 37 миллионов последовательностей В-клеточных рецепторов от здоровых участников.
Эти результаты заставили команду задуматься о том, может ли эта последовательность и производимый ею пептид играть роль в развитии диабета 1 типа. Основной механизм заболевания хорошо охарактеризован: Т-хелперы направляют Т-киллеры для устранения инсулин-продуцирующих β-клеток в поджелудочной железе, что в конечном итоге лишает организм инсулина и способность регулировать уровень глюкозы, что приводит к ненадлежащим высоким уровням сахара в крови. Однако почему Т-клетки «видят» инсулин в качестве мишени, неясно.
Учебники должны быть переписаны, если это исследование верно.
— Марк Пикман, Королевский колледж, Лондон
Преобладающее мнение заключается в том, что при диабете 1 типа инсулин ошибочно представлен Т-клеткам иммунными клетками через определенные молекулы человеческого лейкоцитарного антигена (HLA) на их клеточных поверхностях, которые они обычно используют для представления инородных патогенных белков в качестве средства обучения Т-клеток для распознания их как захватчиков. Считается, что один вариант этой молекулы, известный как HLA-DQ8, представляет инсулин Т-клеткам таким образом, что стимулирует их атаковать гормон. (HLA-DQ8 фактически чрезмерно представлен среди пациентов с диабетом 1 типа).
Команда предположила, что уникальный пептид DE-клеток может связываться с молекулой HLA-DQ8 и, тем самым, запускать Т-клетки в действие. Чтобы исследовать эту возможность, команда создала компьютерное молекулярное моделирование пептида DE и молекулы HLA-DQ8 и обнаружила, что, действительно, пептид очень сильно связывается с молекулой — примерно в «десять тысяч раз сильнее, чем пептид инсулина» говорит Хамад. Это означает, что пептид DE может вызывать гораздо более сильный T-клеточный ответ против β-клеток, чем сам инсулин, добавляет он.
Эксперименты in vitro подтвердили, что пептид DE тесно связан с молекулой HLA-DQ8, и это стимулировало Т-хелпер клетки у пациентов с диабетом 1 типа пролиферировать и секретировать провоспалительные цитокины. Это специфически вызывало активность среди тех Т-хелпер клеток, которые имели рецепторы со сродством к инсулину. Хамад и его команда выдвигают гипотезу, что in vivo Т-хелпер клетки затем направляют определенные Т-киллер клетки на элиминацию β-клеток поджелудочной железы.
«Мы считаем, что [пептид клеточного DE может играть] очень важную роль на начальной стадии заболевания», — говорит Хамад. Он говорит, что надеется, что когда-нибудь клеточная экспрессия пептида может быть использована в качестве биомаркера для ранней диагностики диабета 1 типа, что в настоящее время трудно сделать. Для него и его коллег исследование вызывает много вопросов, на которые необходимо ответить: связаны ли DE-клетки и их пептид с определенной группой пациентов или они встречаются более широко, и как они возникают с самого начала. «Это вопрос, который не дает нам спать по ночам: мы не знаем точно, как они развиваются и где они развиваются», — добавляет он.
Для Марка Пикмана, иммунолога в Королевском колледже Лондона, самым удивительным аспектом исследования является обнаружение новых лимфоцитов. «Насколько мне известно, эти клетки не были описаны кем-либо еще в каких-либо других условиях», — отмечает он. До сих пор ученые понимали B и T-клетки как две линии с четким паттерном развития: T-клетки растут в тимусе и B-клетки в костном мозге и лимфатических узлах. «Учебники придется переписать, если это исследование соответствует действительности», — добавляет Пикман, который не принимал участия в новом исследовании.
Однако ему еще предстоит убедиться в роли клеток в развитии диабета типа 1: ему не совсем понятно, почему гибридные клетки должны продуцировать пептид, который направляет Т-клетки нацеливаться на инсулин. По его словам, отсутствующий ключевой элемент — это убедительная связь с самим инсулином. Авторы показывают, что Т-клетки реагируют на пептид DE-клеток, но они не показывают, как инсулин входит в картину. Например, они не показывают, являются ли Т-клетки как-то примированными инсулином или β-клеткой, которая сначала представляет инсулин. «Я борюсь с этим, чтобы увидеть связь с диабетом 1 типа в механистическом смысле», — говорит он.
Бакнер точно так же озадачена. По ее словам, почему этот новый тип клеток должен экспрессировать пептид, который имитирует инсулин и стимулирует Т-клетки к атаке, это не совсем понятно. Особенно с таким малым знанием об этих клетках. «Я не смогла собрать это воедино как нечто, что имело для меня больший смысл», — добавляет она. Например, обычно клетки играют какую-то полезную роль в борьбе с инфекциями, и их экспрессия антигена просто не работает при диабете, или же сама клетка — это странное явление, которое чаще всего возникает при диабете? «Я хотела бы понять, существует ли эта клетка, которую они действительно видят у здоровых людей, что это за клетка, как часто появляется эта клетка, уникальна ли эта клетка для аутоиммунитета?»
И Пикман, и Бакнер также поднимают некоторые вопросы о количестве и характеристиках пациентов, изученных в исследовании. «Есть четыре или пять пациентов, на которых они уделяют большое внимание в этой статье», — отмечает Пикман, у некоторых из них был диабет на протяжении десятилетий. «Это пациенты, у которых сахарный диабет как процесс закончен, к тому времени у них наверняка не осталось никакого реального уровня β-клеток, так почему же эти клетки все еще можно обнаружить?» Возможно, было бы лучше изучить пациентов, близких к диагнозу, или у детей.
Но опять же, аутоиммунитет — это та сфера, которая действительно преподносит сюрпризы, добавляет Пикман, отмечая, что аутоантитела — те, которые нацелены на собственные белки организма, не были открыты до 1950-х годов. «Я думаю, что мы должны быть открыты для новых открытий, и, если это правда, что в этих клетках есть B-клеточный рецептор, который несет [пептид], который важен для диабета 1 типа, тогда время покажет, и это будет воспроизведено и подтверждено в других исследованиях».
