Một nghiên cứu mới cho thấy cách hai tập hợp con của một loại tế bào miễn dịch - tế bào T CD8 - phát triển để cung cấp khả năng bảo vệ miễn dịch ngắn hạn hoặc dài hạn. Nghiên cứu tập trung vào một yếu tố hướng dẫn sự phân đôi phát triển đó - interleukin-2, hoặc IL-2.
Hệ thống miễn dịch là một mạng lưới phức tạp của các tế bào và protein với một công việc đơn giản. Bảo vệ cơ thể chống lại nhiễm trùng. Để làm được điều đó, các tế bào phải nhận biết và tiêu diệt các vi rút hoặc vi khuẩn lây nhiễm. Ngoài ra, hệ thống cũng phải lưu giữ hồ sơ về từng mầm bệnh mà nó đã tiêu diệt, vì vậy nó có thể nhanh chóng loại bỏ nếu bị nhiễm lần nữa.
Một nghiên cứu trên tạp chí Science Immunology hiện chỉ ra cách hai tập hợp con của một loại tế bào miễn dịch - tế bào T CD8 - phát triển để cung cấp khả năng bảo vệ miễn dịch ngắn hạn hoặc dài hạn. Nghiên cứu tập trung vào một yếu tố hướng dẫn sự phân đôi phát triển đó - interleukin-2, hoặc IL-2.
Hiểu chi tiết về cách các tế bào miễn dịch ngây thơ phát triển thành các tế bào chống nhiễm trùng hiệu quả hoặc các tế bào trí nhớ tồn tại lâu dài là rất quan trọng vì nó có thể giúp chúng ta hiểu thành phần nào của một phản ứng phức tạp là cần thiết để bảo vệ chống lại nhiễm trùng hoặc ung thư. Nó cũng có thể hỗ trợ hiểu biết về rối loạn chức năng hệ thống miễn dịch, hoặc nó có thể cải thiện liệu pháp miễn dịch cho bệnh ung thư. Rối loạn chức năng bao gồm các bệnh tự miễn dịch, trong đó hệ thống miễn dịch tấn công các tế bào của chính cơ thể và suy kiệt, nơi hệ thống miễn dịch mất khả năng chống lại nhiễm trùng tiếp tục hoặc khả năng tiêu diệt ung thư.
(adv)
Nghiên cứu tác giả cao cấp Allan Zajac, Tiến sĩ và đồng tác giả đầu tiên Shannon M. Kahan, Tiến sĩ và Rakesh K. Bakshi, Tiến sĩ, tất cả Khoa vi sinh vật học của Đại học Alabama tại Birmingham, đã sử dụng mô hình chuột để theo dõi các đặc điểm và số phận của hai tập hợp con tế bào T CD8, bắt đầu từ đỉnh của giai đoạn tác động của chúng, tám ngày sau khi bị nhiễm virus cấp tính.
Tế bào T CD8 là một loại tế bào bạch cầu có khả năng phát triển thành tế bào T tác động - còn được gọi là tế bào T gây độc tế bào hoặc tế bào T giết người. Các tế bào này có thể tiêu diệt các tế bào ung thư hoặc các tế bào bị nhiễm virus hoặc vi khuẩn. IL-2 là một cytokine, một trong một họ lớn gồm các protein tín hiệu nhỏ được tế bào tiết ra để gửi thông điệp đến các tế bào khác, hoặc hoạt động như một tín hiệu tự tiết đến cùng một tế bào đang tạo ra cytokine. Tế bào nhận tín hiệu ở bề mặt tế bào, nơi cytokine liên kết với thụ thể. Thụ thể truyền tín hiệu đến bên trong tế bào, dẫn đến những thay đổi trong biểu hiện gen và kiểu hình của tế bào.
Các đồng nghiệp của Zajac và UAB đã có thể phân lập và làm sạch các tế bào T CD8 từ chuột ở đỉnh của pha tác động. Sử dụng cách phân loại tế bào được kích hoạt huỳnh quang sau khi kích thích tế bào bằng kháng nguyên virus, họ đã xác định được hai tập hợp con của nhóm này - một số ít tế bào T CD8 sản xuất IL-2 và phần lớn không sản xuất IL-2.
Hai tập hợp con hóa ra lại khác biệt rõ rệt trong ngắn hạn, về các chuyển đổi phát triển dẫn đến các quyết định số phận. Tuy nhiên, sau đó chúng trở nên giống nhau hơn nhiều tháng sau đó.
Các tế bào sản xuất IL-2 phát triển giống như các tế bào bộ nhớ miễn dịch. Họ đạt được các đặc điểm trí nhớ giống như thân cây, chống lại sự kiệt sức và được ưu tiên tạo miễn dịch bảo vệ khi gặp thử thách vi rút thứ cấp. Ngược lại, chúng không phản ứng với IL-2 của chính chúng, IL-2 hoạt động bên trong tế bào thông qua một phức hợp được gọi là STAT5, hay bộ chuyển đổi tín hiệu và chất kích hoạt phiên mã. Mặc dù các tế bào T CD8 sản xuất IL-2 có lượng protein thụ thể IL-2 bình thường trên bề mặt tế bào, mức độ phosphoryl hóa-STAT5 bên trong tế bào - là dạng STAT5 được kích hoạt - đã giảm đi đáng kể. Các nhà nghiên cứu đã đưa ra giả thuyết về một số cơ chế hoạt động bên trong tế bào có thể hoạt động để làm giảm khả năng nhận tín hiệu STAT5 phụ thuộc IL-2, nhưng câu trả lời vẫn chưa được biết.
Ngược lại với các tế bào sản xuất IL-2, các tế bào hiệu ứng không sản xuất IL-2 đã phản ứng với các tín hiệu IL-2, và sau đó chúng có được các đặc điểm của tác động này với chi phí hình thành bộ nhớ.
Các nhà nghiên cứu của UAB đã tiến hành xác định trình tự RNA của các tập hợp con tế bào trong giai đoạn tác động, chín ngày sau khi lây nhiễm, và sau đó nhiều hơn nữa, trong giai đoạn ghi nhớ, khoảng 10 tháng sau khi lây nhiễm. Các cấu hình phiên mã của quần thể tác nhân tạo IL-2 và không sản xuất IL-2 là duy nhất và có thể phân biệt được với các bản sao bộ nhớ của chúng. Tuy nhiên, vào thời điểm bộ nhớ, hai quần thể có liên quan nhiều hơn đến nhau trong biểu hiện gen. Do đó, mặc dù có các đặc tính khác biệt trong giai đoạn tác động, các tế bào T CD8 sản xuất IL-2 và không sản sinh ra IL-2 dường như hội tụ khi bộ nhớ trưởng thành để tạo thành các quần thể có khả năng nhớ như nhau để đáp ứng với lần nhiễm virus thứ hai hoặc thử thách mãn tính của virus.
"Sự phân chia này giữa khả năng của tế bào T CD8 sản xuất và-không sản xuất IL-2 để đáp ứng với năng lực chức năng của cặp IL-2 với các quyết định số phận, và nó liên quan đến IL-2 là một yếu tố khác biệt quan trọng", Zajac nói. Zajac lưu ý rằng những phát hiện nổi bật của nghiên cứu này vẫn chưa được xác nhận đối với con người và chúng bị hạn chế trong việc phân tích phản ứng của tế bào T CD8 đối với một mầm bệnh.
Nguồn Đại học Alabama tại Birmingham
