Разные популяции CD8+ Т-лимфоцитов кожи управляются различными механизмами

Тканерезидентные CD8⁺ Т-лимфоциты (T_rm) могут играть роль в развитии аутоиммунных заболеваний, поэтому важно исследовать, как образуются их популяции. Кожа человека содержит CD69⁺ CD103⁺ CD8⁺ T_rm клетки, которые продуцируют или IFN-g (клетки T_rm1), или IL-17A (клетки T_rm17). Клетки T_rm1 участвуют в защите от вирусов и предотвращают развитие опухолей, а T_rm17 связаны с защитой от бактериальных инфекций. Те и другие вносят вклад в развитие аутоиммунных патологий кожи, таких как псориаз и витилиго. Группа исследователей из Австралии и США показали, что для появления в коже популяций клеток CD8⁺ T_rm1 и T_rm17 необходимы различные молекулярные сети. Воздействие на факторы, специфичные для T_rm1 или T_rm17, позволяет целенаправленно управлять иммунным ландшафтом для терапии аутоиммунных заболеваний.

Вначале авторы проанализировали спектр функциональных состояний, в которых находятся CD8⁺ T_rm клетки кожи в ответ на различные стимулы. Они индуцировали у мышей вирусную инфекцию, меланому или воспалительную реакцию. После стимуляции CD8⁺ CD44^hi T_rm клетки вырабатывали IFN-g, однако почти не вырабатывали IL-17A. Стимуляция же бактерией Staphylococcus epidermidis, входящей в состав нормальной кожной микрофлоры, приводила к формированию функционально различных популяций CD8⁺ T_rm1 и T_rm17 клеток.

Экспрессия CD49a определяет клетки T_rm1 в коже человека. Авторы обнаружили, что независимо от способа индукции клетки T_rm1 экспрессировали CD49a и транскрипционный фактор T-bet, в то время как клетки T_rm17 экспрессировали TH17-определяющие молекулы — CCR6 и RORγt.

Как T-bet⁺ (T_rm1-подобные), так и RORγt⁺ (T_rm17-подобные) клетки локализовались в эпидермальном слое кожи. Однако клетки T_rm17 отличались от T_rm1 экспрессией Cx3cr1, Foxo1, Id3, Slamf7, Tcf7 и Tox, а также сниженной экспрессией транскрипционных факторов Hobit и Runx3. Использование Hobit и Blimp1 репортерных мышей подтвердило, что Blimp1, Hobit и Runx3 были высоко экспрессированы в клетках T_rm1 кожи, но отсутствовали в клетках T_rm17.

Клетки T_rm1 демонстрируют более высокую продолжительность жизни по сравнению с клетками T_rm17. Так как количество S. epidermidis после нанесения на кожу со временем снижается, авторы предположили, что сокращение количества клеток T_rm17 связано с уменьшением концентрации антигенов. Для проверки этого предположения они получили химерные клетки из Т-клеток дикого типа и TCR-дефицитных Т-клеток; в этих химерах можно было подавить экспрессию Т-клеточных рецепторов (TCR) с помощью Cre-Lox-рекомбинации. Клетки стимулировали их S. epidermidis для создания T_rm1 и T_rm17, а затем обрабатывали тамоксифеном. При этом экспрессия TCR у химерных клеток снизилась, однако популяции T_rm1 и T_rm17 сохранялись на уровне контрольных значений; это предполагает, что персистенция этих популяций не зависит от антигенов. Также клетки T_rm1 демонстрировали повышенную экспрессию Bcl-2 и Ki67 по сравнению с клетками T_rm17, что показывает преимущество клеток T_rm1 в пролиферации и выживании.

Далее авторы решили выяснить, какие молекулярные программы лежат в основе развития клеток T_rm1 и T_rm17. Для начала они проверили, влияет ли T-bet на развитие T_rm17. Потеря T-bet у S.epidermidis-ассоциированных мышей привела к снижению количества T_rm1 клеток, но увеличила количество T_rm17 клеток. Совместная потеря T-bet и Eomes еще больше усиливала образование клеток T_rm17, но при этом частично восстановила выработку IFN-g (характерного для T_rm1) кожными CD8⁺ Т-клетками. Потеря NFIL3 приводила к селективному снижению только числа клеток T_rm1.

Поскольку клетки T_rm17 развивались независимо от оси T-bet—Hobit, авторы изучили, могут ли они также различаться по зависимости от IL-15. Действительно, оказалось, что для выживания клеток T_rm1 кожи требуется IL-15, в то время как клетки T_rm17 кожи зависят от IL-7. Разные клеток T_rm кожи задействуют различные пути развития, причем только клетки T_rm1 используют ось T-bet–Hobit–IL-15.

Далее авторы выяснили, по какому пути развиваются T_rm17 клетки. Анализ транскрипционных факторов показал, что в T_rm17 клетках повышена экспрессия Foxp3, Maf и Gata3. Клетки T_rm17 с нокаутом c-Maf имели пониженную экспрессию генов, связанных с фенотипом T_rm17 и с заживлением ран. T_rm17 клетки мышей, обработанных S.epidermidis, и кожи человека имели повышенную экспрессию ICOS, c-Maf и CD127.

Таким образом, T_rm1 клетки кожи развиваются по молекулярному пути T-bet–Hobit–IL-15, а T_rm17 клетки — по открытому авторами пути ICOS–c-Maf–IL-7. Понимание путей генерации тканерезидентных CD8⁺ Т-клеток памяти может помочь в разработке новых подходов в терапии аутоиммунных заболеваний. Например, известно, что блокировка сигналинга IL-15 снижает количество кожных T_rm1 и способствует лечению витилиго. Но ингибирование этого пути не влияет на патологии, ассоциированные с T_rm17, такие как псориаз; в этом случае мишенями могут быть IL-7 и ICOS.

«До сих пор мы не знали, как отделить “плохие” Т-клетки в коже от “хороших”, протективных. Благодаря этому исследованию мы открыли новые молекулы, которые позволяют нам избирательно удалять вызывающие заболевания Т-клетки в коже», — объясняет один из руководителей работы, Сьюзан Кристо из Мельбурнского университета.

Показана роль цитотоксических CD8+ лимфоцитов в контроле туберкулезной инфекции