Резидентные B-клетки памяти защищают мышей от бактериальной пневмонии

Мыши, перенесшие инфекцию Streptococcus pneumoniae серотипа 19F, были защищены от пневмонии при заражении S. pneumoniae серотипа 3. Ученые показали, что такую защиту обеспечивают резидентные B-клетки памяти, формирующиеся в легких после первой инфекции. Эти клетки работали достаточно эффективно даже при полном отсутствии циркулирующих B-клеток.

Credit:
Maksym Yemelyanov | 123rf.com

Тканерезидентные иммунные клетки служат первой линией обороны организма. Среди множества типов резидентных клеток особое место занимают T- и B-клетки памяти, и если механизм работы T-клеток памяти интенсивно изучался в последние два десятилетия, функции резидентных B-клеток памяти (BRM) до сих пор неясны. Ученые из США предположили, что BRM — ключевой компонент защиты легких от бактериальной пневмонии, и проверили это предположение на мышах.

Известно, что BRM формируются в легких мышей, перенесших вирусную инфекцию. Ученые проверили, образуются ли BRM в ответ на пневмококк (Streptococcus pneumoniae). Мышей заражали пневмококком серотипа 19F (Sp19F) интратрахеально таким образом, чтобы инфекция разрешалась и животные выздоравливали без помощи антибиотиков. Эту группу мышей назвали переболевшей (experienced). Другой группе мышей вводили физраствор; этих мышей назвали наивными (naive). Через четыре недели после первого заражения обе группы мышей были заражены пневмококком серотипа 3. У переболевших мышей инфекция не развивалась, тогда как в легких контрольных мышей бактериальная нагрузка активно росла. Это говорит о том, что после первой встречи с пневмококком в легких мышей сформировалась защита, эффективность которой не зависит от серотипа возбудителя. При этом транскриптомы крови опытных и наивных мышей практически не различались. Это значит, что иммунные клетки, обеспечивающие защиту, нужно искать не в крови, а непосредственно в легких.

Иммунофлуоресцентная микроскопия, окраска гематоксилин-эозином и проточная цитометрия выявили в легких переболевших мышей популяции B-клеток фенотипа IgD- CD38+. Такой фенотип соответствует мышиным B-клеткам памяти. Эти клетки располагались возле проводящих дыхательных путей в виде агрегатов либо дисперсно. Их количество оставалось неизменным в течение 12 недель. При этом в легких наивных мышей такие B-клетки отсутствовали, а у переболевших мышей не формировались третичные лимфоидные структуры. В отдельном эксперименте ученые доказали, что эти B-клетки являются именно резидентными, а не пришедшими из кровотока к месту инфекции.

На следующем этапе ученые детально охарактеризовали легочные BRM переболевших мышей. Так, они показали, что эти клетки экспрессируют функциональные маркеры B-клеток памяти PD-L2, CD73 и CD80 и при гетеротипическом воздействии Sp3 реактивируются и локально секретируют кросс-реактивные антитела. Легкие переболевших мышей были защищены от последующей инфекции даже в том случае, если им удаляли селезенку или устраняли циркулирующие B-клетки заражением Sp3. Это значит, что BRM достаточно эффективны сами по себе.

Затем авторы попытались проверить вклад BRM в клиренс пневмококка из легких, однако методов селективного устранения всех резидентных BRM существует. Поэтому они создали мышей с дефицитом одного из маркеров BRM, PD-L2, исключив таким образом только PD-L2+ клетки. Этих мышей инфицировали пневмококком по прежней схеме: сначала вводили Sp19F, а через четыре недели — Sp3. В легких мышей без PD-L2+ B-клеток уровни антител против пневмококка были снижены, а при заражении Sp3 наблюдались клинические признаки инфекции. Ученые считают, что такой результат доказывает участие BRM в антибактериальном иммунитете легких.

Наконец, на образцах от здоровых доноров было показано, что BRM присутствуют и в человеческой легочной ткани.

По мнению авторов, иммунитет легких отличается от других типов иммунитета тем, что он обеспечивает защиту от тяжелого протекания инфекции, а не от самой инфекции. При этом эффективен он против ряда патогенов, а не против отдельных штаммов бактерий или вирусов. Дальнейшие исследования в этой области могут способствовать разработке вакцин, направленных на защиту от широкого спектра возбудителей, например, от всех коронавирусов.

Источник

Kimberly A. Barker, et al. // Lung-resident memory B cells protect against bacterial pneumonia. // JCI, Published June 1, 2021; DOI: 10.1172/JCI141810

Пресс-релиз

Добавить в избранное