חוקרים מבית החולים לילדים של פילדלפיה (CHOP) זיהו מטבוליט מרכזי בתאים המסייע לכוון תגובות חיסוניות ומסביר ברמת תא בודד מדוע תאי חיסון המזהים בצורה היעילה ביותר פתוגנים, חיסונים או תאים חולים גדלים ומתחלקים מהר יותר מאשר תאים אחרים. הממצאים גם מצביעים על כך שהבנה טובה יותר של מטבוליט זה ותפקידו בתגובה החיסונית עשויה לשפר את העיצוב של אימונותרפיות וליצור תגובות ארוכות יותר כנגד סוגים שונים של סרטן, כמו גם לשפר את אסטרטגיות החיסון. הממצאים פורסמו באינטרנט היום על ידי כתב העת אימונולוגיה מדע.
אנטיגנים הם חומרים זרים שמערכת החיסון שלנו מזהה ומגיבה אליהם על ידי ייצור יותר תאי T ו-B. לתאים אלו יש קולטנים ייחודיים המזהים אנטיגנים ספציפיים ויכולים להגיב כראוי, והם יכולים "לזכור" ולהגיב באופן דומה כאשר הם נחשפים שוב לאותו אנטיגן. עד כמה תא T או B רואה את האנטיגן שלו ידוע כזיקה שלו. הרעיון הבסיסי הזה של אימונולוגיה הוא איך חיסונים פועלים. כאשר אותם תאי T ו-B נתקלים בפתוגן, הגוף זקוק לאלו שמזהים את האנטיגן שלהם בצורה הטובה ביותר, עם זיקה גבוהה, להתחלק מהר יותר כדי לייצר עוד תאי בת ו"לתקוף" את הפולש.
עם זאת, המנגנונים הבסיסיים מדוע תאי חיסון בעלי זיקה גבוהה מגיבים ביעילות רבה יותר נותרו בגדר תעלומה עבור החוקרים. לאחר ראיית אנטיגן, הכימיה בתוך תאי T ו-B צריכה להשתנות כדי לאפשר להם להגיב כראוי. החוקרים במחקר זה רצו לבחון את חילוף החומרים כדי להבין מה גורם לתאים בעלי זיקה גבוהה לדעת שהם צריכים להתחלק מהר יותר כדי להגיב כראוי.
רצינו לראות אם מטבוליטים ספציפיים רגישים לזיקה לקולטנים של תאי T ומבוקרת התרחבות תאי T במהלך תגובות חיסוניות."
וויל בייליס, דוקטורט, מחבר מחקרים בכיר, עוזר פרופסור לפתולוגיה ולרפואת מעבדה ב-CHOP ובבית הספר לרפואה פרלמן של אוניברסיטת פנסילבניה
החוקרים זיהו nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) כמרכיב מרכזי ותלוי זיקה בתכנות מחדש מטבולי של קולטן תאי T במהלך השלבים המוקדמים של הפעלת תאי T. באמצעות ציטומטריית זרימה, החוקרים יכלו להסתכל על NAD בתאים בודדים מיד לאחר ההפעלה ולהראות כיצד הוא מכתיב את מספר הפעמים שתאי T יכולים להתחלק בעתיד. לכן, חוקרים יכלו למעשה לחזות כיצד תאי T מתנהגים וכמה פעמים הם מתחלקים על סמך כמות ה-NAD שהם התחילו איתה.
בנוסף, החוקרים מצאו כי מניפולציה של כמה NAD מותר לתא לייצר יכולה לשלוט מתי התא הזה עבר ממצב מנוחה לרצון להתחלק, מה שמרמז שניתן להשתמש במטבוליט כדי לשפר את התגובה בטיפולים או חיסונים מונעי תאי T מסוימים. .
"אנו מאמינים שעבודה זו מראה כיצד הבדלים של תאים בודדים בחילוף החומרים הם סיבה מרכזית לכך שתאים דומים מציגים לפעמים התנהגויות שונות באופן מדהים ושזה עשוי לספק תובנה לתהליכים הבסיסיים שמניעים מחלות ותפקוד לקוי, שלא ניתן להסביר רק על ידי ויסות גנים או איתות." אמר בייליס. "עם עבודה נוספת, אנו גם מאמינים שמידע זה עשוי לשמש לשיפור אסטרטגיות חיסון ואת התגובה והעמידות של טיפולים מבוססי תאים המשמשים לטיפול בסרטן ובמחלות אחרות."
מחקר זה נתמך על ידי מענקים של המכון הלאומי לבריאות K22AI141758, R35GM138085, R01DK098656, R01HL165792, P30ES013508, R01AI165706, ו-F31CA261156, בית החולים לילדים של פילדלפיה ו-F31CA261156. מענק טיס, רפואת עירוי מענק תוכנית הכשרה למחקר 2T32HL00777528, מענק הכשרה לפתוגנזה מיקרוביאלית וגנומיקה 5T32AI141393, ומענק הדרכה אימונוביולוגיה של לימפוציטים נורמליים ונאופלסטיים T32CA009140.
