Способность к выработке собственного интерлейкина 2 определяет судьбу CD8+ T-клеток

CD8⁺ Т-лимфоциты — важный компонент адаптивной иммунной системы; при активации они могут превращаться в цитотоксические Т-лимфоциты и уничтожать опухолевых или инфицированные клетки. Важный этап развития иммунного ответа — формирование субпопуляций эффекторных клеток и клеток памяти. На процесс дифференцировки влияет множество различных факторов, в том числе и цитокины. Так, вырабатываемый CD4⁺ Т-лимфоцитами интерлейкин 2 (ИЛ-2) может влиять на увеличение числа эффекторных клеток и формирование иммунологической памяти. Однако CD8⁺ Т-клетки также могут вырабатывать ИЛ-2, в результате чего функционально активные эффекторные Т-лимфоциты и клетки памяти могут формироваться и в отсутствие CD4⁺ Т-клеток.

Авторы новой работы выяснили, какую роль играет выработка ИЛ-2 вирусспецифическими CD8⁺ Т-клетками в их развитии и функциональной активности. Для этого они проанализировали свойства функционально различных популяций CD8⁺ Т-клеток в ходе иммунного ответа мыши на вирус лимфоцитарного хориоменингита. Используя метод сортировки клеток, ученые выделили из крови мышей две популяции CD8⁺ Т-лимфоцитов — продуцирующих и не продуцирующих ИЛ-2.

ИЛ-2-продуцирующие клетки демонстрировали признаки клеток памяти и преимущественно обеспечивали вторичный иммунный ответ. При этом они слабо реагировали на собственный ИЛ-2, действующий обычно через транскрипционный фактор STAT5 (signal transducer and activator of transcription 5), хотя имели на клеточной поверхности нормальное количество рецепторов к ИЛ-2. Уровень активированного STAT5 был значительно ниже.

В то же время CD8⁺ клетки, не синтезирующие ИЛ-2, напротив, были восприимчивы к ИЛ-2-зависимым сигналам STAT5, что способствовало их активной пролиферации и приобретению признаков эффекторных клеток. Авторы исследования предполагают, что собственный ИЛ-2 действует на клетку независимым от STAT5 образом в эндоплазматическом ретикулуме (ЭПР) и комплексе Гольджи (КГ). Возможно, сигнал передается через другие транскрипционные факторы, связанные с ЭПР и КГ, такие как mTOR. По мнению ученых, именно эта перенаправленная передача сигнала ограничивает дифференцировку по пути эффекторных клеток и запускает механизмы формирования клеток памяти.

Также авторы работы секвенировали РНК выделенных популяций CD8⁺ Т-клеток на девятый день и примерно через десять месяцев после заражения мыши вирусом. Транскрипционные профили синтезирующих и не синтезирующих ИЛ-2 клеток значительно отличались на девятый день, в то время как через десять месяцев профили экспрессии генов были очень схожи.

Различная реакция продуцирующих и не продуцирующих ИЛ-2 клеток на собственный цитокин указывает на его важную роль в процессе дифференцировки CD8⁺ Т-лимфоцитов. Полученные данные указывают на то, что синтез собственного ИЛ-2 CD8⁺ Т-клетками предотвращает терминальную дифференцировку, направляя их по пути клеток памяти. Но когда иммунная память сформирована, свой ИЛ-2 уже не оказывает существенного влияния на развитие вторичных иммунных реакций.

Понимание механизмов дифференцировки иммунных клеток важно, в первую очередь, для выявления роли дисфункции различных компонентов иммунной системы в развитии патологий, таких как рак, аутоиммунные заболеваний и иммунодефицитные состояния.