CD4+ T-клетки действуют как T-киллеры, сдерживая рост опухоли

Обычно CD4⁺ T-клетки выполняют хелперные функции, но последние исследования указывают на важную роль цитотоксических CD4⁺ T-клеток в противораковом иммунитете. Австралийские ученые показали на мышиной модели меланомы, что CD4⁺ Т-клетки способны проникать в опухоль, приобретать эффекторный фенотип и сдерживать рост меланомы независимо от других лимфоцитов.

Чтобы получить модель меланомы, авторы работы подсаживали в кожу мышей клетки меланомы B16.F10, экспрессирующие в качестве неоантигена полноразмерный гликопротеин D (gD) вируса простого герпеса (HSV-1). Опухоли развивались примерно у 60% животных.

Как иммунный ответ на неоантиген скажется на развитии меланомы? Чтобы это выяснить, ученые заражали мышей HSV-1, а 16 или более недель спустя подсаживали им опухолевые клетки. Оказалось, что животные, у которых имелись специфичные к gD CD4⁺ T-клетки памяти, были устойчивы к развитию опухоли.

Ученые также отследили gD-специфичные CD4⁺ T-клетки с помощью проточной цитометрии и двухфотонной микроскопии. Они пометили CD4⁺ T-лимфоциты GFP, а клетки меланомы — mCherry. Исследование показало, что вскоре после введения опухолевых клеток в плечевых лимфоузлах мышей активно происходило праймирование CD4⁺ T-лимфоцитов. При этом CD4⁺ T-клетки активно проникали в опухоль.

Затем авторы работы подробно изучили дифференцировку опухоль-специфичных CD4⁺ T-клеток. Они провели секвенирование РНК единичных клеток и секвенирование T-клеточных рецепторов (TCR). Всего анализ выявил 13 кластеров, среди которых выделялись наивные, регуляторные, хелперные и эффекторные T-лимфоциты, а один из кластеров составляли γδ-T-клетки.

Ученые также проанализировали киллинг опухолевых клеток CD4⁺ T-лимфоцитами in vitro. Поочередно блокируя различные механизмы, они показали, что опухоль-специфичные CD4⁺ T-клетки используют несколько эффекторных путей — преимущественно FasL, а также TNF-α и перфорин, — чтобы напрямую уничтожать клетки меланомы.

Учитывая ключевую роль главного комплекса гистосовместимости (MHC) II класса в активации CD4⁺ T-клеток, исследователи решили проанализировать его экспрессию in vivo. Проточная цитометрия показала, что экспрессия MHC II ограничивалась небольшими опухолями, причем CD4⁺ T-клетки проникали в такие опухоли активнее. Затем авторы работы ограничили экспрессию MHC II класса опухолевыми клетками — они подсадили меланому мышам, у которых не экспрессируются собственные MHC II. В качестве контроля использовали опухолевые клетки, которые также не экспрессировали MHC II. Введение gD-специфичных T-лимфоцитов препятствовало росту меланомы дикого типа, но не дефицитной по MHC II опухоли. Сами Т-клетки при этом экспрессировали больше PD-1 и меньше CD127, чем в контроле, что говорит об их активации. Наконец, в присутствии CD4⁺ T-клеток в опухоли дикого типа более чем в 10 раз возрастало количество CD8⁺ T-лимфоцитов. Все это указывает на то, что распознавание CD4⁺ T-лимфоцитами MHC II на поверхности клеток меланомы обеспечивает активацию этих Т-лимфоцитов и стимулирует противоопухолевый иммунитет.

Опираясь на результаты, полученные in vitro, и данные транскрипционного анализа, авторы статьи изучили механизмы, сдерживающие рост меланомы в организме мышей. Они вмешались в IFN-γ-, TNF-α-, FasL- и перфорин-зависимые пути с помощью генетических делеций или блокирующих антител. Опыты показали, что блокирование TNF-α или FasL не приводило к усилению роста меланомы, но увеличивало число небольших опухолевых очагов. Их совместная блокировка сказывалась на росте опухоли немного более выраженно, а вот ингибирование IFN-γ практически полностью отменяло защитный эффект. Результаты подтвердились на T-клетках с нокаутом IFN-γ — это подтверждает, что CD4⁺ T-лимфоциты в опухоли были источником IFN-γ и с помощью него обеспечивали противораковый иммунный ответ.

Проведенная работа демонстрирует разнообразие ролей CD4+ T-лимфоцитов в противоопухолевом иммунитете. Эти клетки не только привлекают CD8⁺ T-киллеры, но и сами выполняют эффекторную функцию, убивая опухолевые клетки и тем самым сдерживая рост меланомы.

Состав B-клеток и репертуар антител меняется при меланоме

Особый вид Т-клеток участвует в восстановлении мозга после инсульта