תאי מאסט שנמצאו כלואים ומעסיקים נויטרופילים במהלך תגובות אלרגיות

ידועים בתפקידם בתגובות אלרגיות, תאי פיטום הוכרו זה מכבר כשחקני מפתח במערכת החיסון שלנו. כאשר הם נתקלים באלרגנים, הם משחררים כימיקלים המעוררים תסמיני אלרגיה אופייניים כגון נפיחות רקמות ודלקת. כעת, חוקרים ממכון מקס פלנק לאימונוביולוגיה ואפיגנטיקה בפרייבורג ובאוניברסיטת מינסטר גילו כישרון נסתר של תאי פיטום: הם יכולים ללכוד ולהשתמש בסוג אחר של תאי חיסון הנקראים נויטרופילים. התגלית המפתיעה הזו שופכת אור חדש על איך מערכת החיסון שלנו פועלת, במיוחד במהלך תגובות אלרגיות.

דלקת היא תגובת הגוף לגירויים מזיקים, המאופיינת בחום, כאב, אדמומיות, נפיחות ואובדן תפקוד רקמות. כאשר מאוזנת, הדלקת מגנה על הגוף על ידי ניקוי חומרים מזיקים והתחלת תיקון רקמות. עם זאת, דלקת מוגזמת עלולה לגרום להרס רקמות ולמחלות. שחקנים מרכזיים בתהליך זה הם תאי חיסון שונים, הפועלים יחד בזמן דלקת. סוג תאי החיסון המעורבים משתנה לעתים קרובות בהתאם לגירוי המזיק, ומשפיע על התוצאה של התגובה הדלקתית.

לכידת תאים חיסונית במהלך תגובות אלרגיות

תאי מאסט, השוכנים ברקמות וקריטיים לתחילת דלקת, מלאים בגרגירים המכילים חומרים מעודדי דלקת. גרגירים אלה משתחררים כאשר נתקלים בסכנות פוטנציאליות, כולל אלרגנים, הגורמות לתגובות אלרגיות. אצל אנשים רבים, תאי פיטום מגיבים גם לגורמים סביבתיים שאינם מזיקים לכאורה, אשר פועלים לאחר מכן כאלרגנים וגורמים לאלרגיות. האינטראקציה בין תאי פיטום ותאי חיסון אחרים באתרים של תגובות אלרגיות לא נחקרה ברובה.

קבוצת מחקר ב-MPI של אימונוביולוגיה ואפיגנטיקה השתמשה במיקרוסקופיה מיוחדת כדי להמחיש את הדינמיקה בזמן אמת של תאי פיטום מופעלים וסוגי תאים אחרים במהלך תגובות אלרגיות ברקמות עכברים חיים. בראשותו של טים לאמרמן, מאז אוקטובר 2023 מנהל המכון לביוכימיה רפואית באוניברסיטת מינסטר, הצוות גילה אינטראקציה מפתיעה: נויטרופילים נמצאו בתוך תאי פיטום.

בקושי האמנו למראה עינינו: נויטרופילים חיים ישבו בתוך תאי תורן חיים. התופעה הזו הייתה בלתי צפויה לחלוטין וכנראה לא הייתה מתגלה בניסויים מחוץ לאורגניזם חי ומבליטה את כוחה של מיקרוסקופיה תוך-חייתית".

טים לאמרמן, מנהל המכון לביוכימיה רפואית, אוניברסיטת מינסטר

מושך טריק נויטרופילים כדי ללכוד נויטרופילים

נויטרופילים הם מגיני קו קדמי של מערכת החיסון שלנו, מגיבים במהירות וברחבה לאיומים פוטנציאליים. הם מסתובבים בדם ויוצאים במהירות מכלי דם באתרי דלקת. הם מצוידים היטב להילחם בפולשים כגון חיידקים או פטריות על ידי בליעת הפולשים, שחרור חומרים אנטי-מיקרוביאליים או יצירת מלכודות דמויות רשת הידועות כ"מלכודות חוץ-תאיות נויטרופיליות". בנוסף, נויטרופילים יכולים לתקשר זה עם זה וליצור נחילי תאים כדי לשלב את הפונקציות האישיות שלהם להגנה על רקמה בריאה. בעוד שהרבה ידוע על תפקידם של נויטרופילים בזיהומים ופציעות סטריליות, תפקידם בדלקת הנגרמת על ידי תגובות אלרגיות פחות מובן.

"מהר התברר שתאי החיסון המארזים הכפולים אינם סתם צירוף מקרים. רצינו להבין כיצד תאי פיטום לוכדים את עמיתיהם ומדוע הם עושים זאת", מסביר מייקל מיהלאן, מחבר ראשון ושותף למחקר שפורסם ב- journal Cell. ברגע שהצוות הצליח לחקות את לכידת הנויטרופילים שנצפתה ברקמה חיה בתרבית תאים, הם הצלחנו לזהות את המסלולים המולקולריים המעורבים בתהליך זה. החוקרים גילו שתאי פיטום משחררים לויקוטריין B4, חומר נפוץ בשימוש על ידי נויטרופילים כדי ליזום את התנהגות הנחיל שלהם.

על ידי הפרשת חומר זה, תאי התורן מושכים נויטרופילים. ברגע שהנויטרופילים קרובים מספיק, תאי פיטום בולעים אותם לתוך ואקוול, ויוצרים מבנה תא-בתא שהחוקרים מתייחסים אליו כ"מלכודת תוך-תאית של תא תורן" (MIT). "זה אירוני שנויטרופילים, היוצרים מלכודות דמויות רשת העשויות מ-DNA והיסטונים כדי ללכוד חיידקים במהלך זיהומים, נלכדים כעת בעצמם על ידי תאי פיטום בתנאים אלרגיים", אומר טים לממרמן.

נויטרופילים ממוחזרים כדי להגביר את תפקוד תאי התורן

בעזרת צוות בינלאומי, החוקרים אישרו את היווצרותם של MITs בדגימות אנושיות וחקרו את גורלם של שני סוגי התאים המעורבים לאחר לכידה. הם גילו שנייטרופילים לכודים מתים בסופו של דבר, ושרידיהם מאוחסנים בתוך תאי פיטום. "זה המקום שבו הסיפור מקבל תפנית בלתי צפויה. תאי מאסט יכולים למחזר את החומר מהנויטרופילים כדי להגביר את תפקודם ואת חילוף החומרים שלהם. בנוסף, תאי מאסט יכולים לשחרר את רכיבי הנויטרופילים החדשים שנרכשו באופן מושהה, ולעורר תגובות חיסוניות נוספות ו עוזר לקיים דלקת והגנה חיסונית", אומר מייקל מיהלן.

"ההבנה החדשה הזו של האופן שבו תאי פיטום ונויטרופילים עובדים יחד מוסיפה רובד חדש לגמרי לידע שלנו על תגובות אלרגיות ודלקות. היא מראה שתאי פיטום יכולים להשתמש נויטרופילים כדי להגביר את היכולות שלהם – היבט שיכול להיות בעל השלכות על מצבים אלרגיים כרוניים שבו דלקת מתרחשת שוב ושוב", אומר טים לאמרמן. החוקרים כבר החלו לחקור את האינטראקציה הזו במחלות דלקתיות המתווכות בתאי פיטום בבני אדם, ובדקו האם תגלית זו יכולה להוביל לגישות חדשות לטיפול באלרגיות ומחלות דלקתיות.