Внеклеточные везикулы усиливают иммунный ответ CD8+ T-клеток

Внеклеточные везикулы — сферические структуры, окруженные бислойной мембраной, которые выделяются клетками в окружающую среду и переносят биоактивные молекулы — белки, липиды, нуклеиновые кислоты. Сейчас активно изучается их роль в межклеточной коммуникации (см. интервью с Леонидом Марголисом на PCR.NEWS). Среди прочего, внеклеточные везикулы участвуют в регуляции иммунной системы. Везикулы, которые продуцируют антигенпрезентирующие клетки, могут нести на себе антигены, активировать пролиферацию Т-клеток. В острую фазу противовирусного ответа в организме увеличивается количество циркулирующих внеклеточных везикул, которые несут на внешней поверхности фосфатидилсерин. В норме этот фосфолипид находится во внутреннем слое плазматической мембраны клетки; его появление на внешней стороне может быть индуктором апоптоза. Было показано, что фосфатидилсерин-положительные (PS⁺) везикулы специфически взаимодействуют с CD8+ T-клетками, которые играют важную роль в противовирусном имунитете. Однако не было ясно, какую роль PS⁺-везикулы играют в их активации.

Ученые из Университета Людвига-Максимилиана (Мюнхен) разработали методику, которая позволяет обнаруживать PS⁺-везикулы, связанные с клетками. Первоначально авторы разработали этот подход для выявления апоптотических клеток, но оказалось, что более 90% окрашенных клеток на самом деле не апоптотические, а несут на себе PS⁺ везикулы. В 2021 году они пытались с помощью этой технологии классифицировать пациентов с COVID-19 по тяжести заболевания.

В новой работе исследования проводили на мышах, которых инфицировали вирусом лимфоцитарного хориоменингита. Ранее авторы установили, что везикулы из антигенпрезентирующих клеток при инфекции этим вирусом связываются с активированными CD8+ T-клетками. На 5-е, 10-е и 15-е сутки после инфекции мышам внутривенно вводили комплексы, которые специфически взаимодействовали с PS⁺ везикулами. Затем готовили суспензии отдельных клеток селезенки и с помощью проточной цитометрии отделяли умирающие клетки с PS в их собственной внешней мембране от живых клеток, несущих PS⁺ везикулы.

Количество фосфатидилсерин-положительных клеток значительно увеличилось у инфицированных мышей по сравнению с неинфицированным контролем. Частота CD8+ T-клеток с везикулами достигла максимума на пятый день, как и доля апоптотических среди всех живых клеток и среди CD8+ T-клеток. Однако частота апототических фосфатидилсерин-положительных CD8+ T-клеток оставалась низкой даже при пиковом иммунном ответе. На пятый день примерно 35% CD8+ T-клеток несли PS⁺ везикулы. Иначе говоря, пик взаимодействия клеток с везикулами пришелся на максимальную экспансию CD8+ T-клеток в селезенке.

PS⁺ везикулы преимущественно взаимодействовали с антигенспецифичными эффекторными CD8+ T-клетками, а с наивными практически не взаимодействовали. (Это примечательно, поскольку в других работах показано участие внеклеточных везикул в прайминге наивных Т-клеток in vitro.)

Авторам удалось показать, что связывание везикул повышает уровень белка NFATc1 в ядре (очевидно, посредством сигналинга через Т-клеточный рецептор); изменение локализации этого белка необходимо для развития цитотоксичности CD8+ Т-клеток во время вирусной инфекции. Транскрипционное профилирование эффекторных CD8 Т-клеток с везикулами на поверхности и без них указало на то, что везикулы активируют их пролиферацию.

Интересно, что количество внеклеточных везикул в сыворотке крови у инфицированных мышей снизилось. Это может быть связано с перемещением везикул в пораженные участки селезенки. 

«Внеклеточные везикулы, по сути, действуют как “сигнал опасности” для Т-клеток, указывая на то, что инфекция еще не устранена, — говорит руководитель работы Ян Кранич. — Мы надеемся, что сможем использовать это открытие в будущем для терапевтических подходов, направленных на усиление ответа Т-клеток на вирусы и опухоли».