קבוצות המחקר בראשות וולפגנג קסטנמולר וג'ורג 'גסטייגר השתמשו בטכניקות מיקרוסקופיה חדשניות כדי לצפות כיצד מופעלים ומתרבים תאי חיסון ספציפיים, המכונה תאי T, במהלך זיהום נגיפי. ממצאיהם חשפו מנגנונים חדשים: מערכת החיסון מגבירה את תאי ההגנה שלה בצורה ממוקדת בהרבה ממה שהאמין בעבר.
תאי T מתפשטים ומתמחים במהלך התגובה החיסונית
תאי T הם תאי הגנה מכריעים במערכת החיסון. כדי למצוא ולהשמיד תאים נגועים ביעילות בגוף, תאי T נדירים עם הספציפיות המתאימה חייבים להתפשט תחילה, להרחיב ולהתמחה. תהליך זה, המכונה תחילת תאי T, מתחיל כאשר תאי T נתקלים בתאים דנדריטים (DCS) בבלוטות הלימפה. תאים אלה מציגים אנטיגנים – שברי פתוגנים – לתאי ה- T ומפעילים אותם באמצעות אותות שונים.
תהליך ההפעלה נמשך בערך 24 שעות. במהלך תקופה זו, תאי T נשארים בקשר עם DCS, ומקבלים הוראות להתמחות. לאחר מכן הם מתנתקים, נודדים ומתרבים במהירות. חלקם מתפתחים לתאי אפקטור הנלחמים מייד בפתוגנים, בעוד שאחרים הופכים לתאי זיכרון, ומאפשרים תגובה מהירה במקרה של זיהומים עתידיים.
רק תאי ה- T היעילים ביותר נבחרים
מערכת החיסון עומדת בפני המשימה המרתיעה של זיהוי במהירות, ממאגר תאי T מגוונים במיוחד, אלה שיכולים לזהות ספציפית פתוגן נתון. תאי T שנבחרו אלה מורחבים באופן קלונלי במהלך תהליך "ההתחלה".
קטרזינה ג'ובין ודקסשה סת'רמה הם המחברים הראשונים של המחקר. "גילינו שהפעלת תאי T לא כרוכה בסך הכל אחד, אלא שני שלבים מובחנים", מסביר דהקה סת'רמה. "בעוד שהשלב הראשון של ההתחלה משמש להפעלת מגוון רחב של תאי T ספציפיים, השלב השני שזוהה לאחרונה אחראי על בחירה והרחבת ספציפית את אותם תאי T שיכולים לזהות את הפתוגן בצורה היעילה ביותר. זה מבטיח כי התגובה החיסונית מותאמת ליעילות מקסימאלית", Katarzyna JOBIN מתרחש.
"עד עכשיו, ההנחה הייתה שרק שלב אחד היה קיים, כאשר התאים המופעלים בתחילה ממשיכים את תפקידם ב'טייס אוטומטי '", מוסיף וולפגנג קסטנמולר. עם זאת, מה שלא היה ידוע בעבר היה התהליך שבאמצעותו נבחרים התאים המתאימים ביותר. "
הממצאים יכולים להוביל לגישות טיפוליות משופרות
הצוות מצא כי השלבים השונים של התגובה החיסונית מונעים על ידי תהליך הפעלה מחזורי של תאי T. בעקבות האינטראקציה הראשונית שלהם, תאי T עוברים תקופה של רגישות רגישות, שבמהלכה לוקח יומיים-שלושה עד שהם מוכנים לתפוס אותות נוספים דרך קולטני תאי ה- T שלהם. זה מסמן את הופעת השלב השני שהתגלה לאחרונה, בו הם מנדים מחדש ומופעלים עוד יותר.
המדענים יכלו להראות שבשלב שני זה, תאי T מקושרים מחדש עם DCs ולהפעיל שוב כדי לשפר את התפשטותם והתמחותם. זה מתרחש באזורים ספציפיים לבלוטות הלימפה שאליהם ניתן גישה הודות לביטוי CXCR3 בתאי CD8 T. שם, הם מקבלים IL-2 מתאי T עוזרים CD4. ללא אות זה, תאי T8 T אינם יכולים להתפשט בצורה אופטימלית, וזו הסיבה בעיקר תאי T8 T CD8 עם קשירת אנטיגן חזקה שולטים בשלב השני ונמצאים בשפע בשיא התגובה החיסונית.
בזיהומים כרוניים וסרטן, ישנם שלבים חוזרים ונשנים של הפעלה ורגישות, מה שהופך את הממצאים לרלוונטיים במיוחד לאימונותרפיות המכוונות לסרטן. זה כולל טיפולים המשמשים בלוקמיות ולימפומות מסוימות, בהן משתמשים בתאי ה- T של המטופל עצמו. תאים אלה משתנים גנטית במעבדה ואז מכניסים מחדש לגוף באמצעות עירוי. התאים שהשתנו, המכונה תאי T CAR, נועדו לזהות ולתקוף באופן ספציפי תאים סרטניים.
"אנו מקווים שהתובנות החדשות שלנו יסייעו להעמיק את ההבנה שלנו כיצד לייעל טיפולים מבוססי תאי T, וכי הם ישפכו אור על הסיבה לכך שטיפולים אלה נכשלים לפעמים", מסביר ג'ורג גאסטיגר.
