Zahlavi

Imunitní buňky se vzájemně učí rozlišovat patogeny od buněk těla

08. 03. 2022

Vědeckému týmu z Ústavu molekulární genetiky AV ČR se podařilo popsat jeden z principů, kterým naše imunitní buňky rozpoznávají patogeny od tělu vlastních molekul. Rozlišování se děje díky systému, který vědci připodobňují k „zásilkové službě“. Učitelské buňky těm učícím se cíleně přeposílají informace, jak bezpečné molekuly vypadají.  Studii otiskl prestižní vědecký časopis eLife.

Správně fungující imunita živého organismu vyžaduje rovnováhu. Imunitní bílé krvinky, takzvané T-lymfocyty, ho musejí chránit před patogeny, ale zároveň nesmějí vyvolávat škodlivé reakce a působit proti vlastnímu tělu. Projevem takových agresivních reakcí může být řada autoimunitních onemocnění jako je cukrovka prvního typu, roztroušená skleróza, nebo různé druhy alergií.

Aby T-lymfocyty spolehlivě rozpoznaly patogeny od tělu vlastních buněk, procházejí jakýmsi školením. To probíhá v brzlíku. V tomto malém, ale důležitém orgánu mezi hrudní kostí a plícemi mají školicí proces na starosti především epitelové buňky na povrchu brzlíku a takzvané dendritické buňky. Ty imunitním bílým krvinkám ukazují různé, tělu vlastní molekuly zvané antigeny. Díky tomu se je T-lymfocyty naučí rozpoznávat a neútočit na ně.

Dominik Filipp, vedoucí oddělení imunobiologie Ústavu molekulární genetiky AV ČR (CC)
Dominik Filipp, vedoucí oddělení imunobiologie Ústavu molekulární genetiky AV ČR (CC)

Křehký vztah mezi fungující imunitou a dendritickými buňkami je vědcům dobře známý. „Buňky v brzlíku mají na svém povrchu speciální receptory k rozpoznání bakteriálních a virových složek. Zkusili jsme je cíleně vypnout na myších a sledovali, co to udělá,“ popisoval výzkum Matouš Vobořil z týmu Dominika Filippa v časopise AΩ / Věda pro každého. „Opravdu začaly být hodně nemocné, byly náchylnější k zánětům střev, rozvoji cukrovky a dalších autoimunitních chorob.“

Imunitní zásilky mají své adresáty
Pro molekulární genetiky také není tajemstvím, že tyto dendritické buňky spolu interagují a navzájem si své antigeny vyměňují. Systém funguje tak, že na jedné straně stojí školicí buňky, které antigeny nějakého typu už mají. Tito distributoři je následně odešlou jiným buňkám, příjemcům. Distribuce antigenů tak připomíná imunitní zásilkovou službu.

Týmu vědců pod vedením Dominika Filippa z Ústavu molekulární genetiky AV ČR se podařilo prokázat, že tato distribuce není nikterak náhodná. Některé buňky si totiž cíleně vybírají, kam a komu antigeny zašlou a kdo bude jejich adresátem. Připodobnění se zásilkovou službou je tedy skutečně přiléhavé.

Okamžik distribuce antigenů ze školicích buněk (oranžová) do buněk příjemců (zelená). Na obr. 1 aktivní komunikace mezi buňkami. Na obr. 2 školicí buňka umírá a rozpadá se na malé části obsahující antigeny, které jsou postupně distribuovány a pohlcovány příjemci, což je znázorněno na obr. 3.
Okamžik distribuce antigenů ze školicích buněk (oranžová) do buněk příjemců (zelená). Na obr. 1 aktivní komunikace mezi buňkami. Na obr. 2 školicí buňka umírá a rozpadá se na malé části obsahující antigeny, které jsou postupně distribuovány a pohlcovány příjemci, což je znázorněno na obr. 3.

Badatelé ve své studii poukázali na skutečnost, že školení T-lymfocytů je významně ovlivněno tím, jaké buňky jsou v konkrétním případě distributorem a jaké příjemcem antigenu. „S využitím myších modelů se našemu týmu podařilo prokázat, že mezi určitými populacemi buněk brzlíku dochází k preferenčnímu párování v rámci přenosu antigenů,“ vysvětluje závěry studie Dominik Filipp. „Zároveň se nám podařilo odhalit populaci takzvaných aktivovaných dendritických buněk, které jsou nejefektivnější v přijímání antigenů od buněk brzlíku.“

Molekulárním genetikům se tak podařilo objasnil, jak přesně probíhá školicí proces buněk a jak fungují některé vztahy v distribuční síti. Zároveň dokázali, že jedna dendritická buňka může získat antigeny od dvou a více epiteliálních buněk brzlíku a naopak, že distributorem a příjemcem v rámci jednoho antigenního přenosu mohou být dvě dendritické buňky. Závěry jejich studie představují další krok ve výzkumu imunitních funkcí a mohou přispět k pochopení mechanismu vzniku autoimunitních chorob.

Více o výzkumu imunity a autoimunitních nemocí se můžete dozvědět zde:

Přichází období všudypřítomného pylu. Co všechno víme o alergiích?
Průvodce lidskou imunitou pokřtěn. Vyšla nová kniha Blanky Říhové
Až pětina dětí do šesti let trpí kožní alergií. Vědci zkoumají, jak jim pomoci

Tématu jsme se věnovali také v časopise A / Věda a výzkum:

a1_21
1/2021 (verze k listování)
1/2021 (verze ke stažení)

Text: Jan Hanáček, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Shutterstock; Ústav molekulární genetiky AV ČR

Licence Creative CommonsText a fotografie označené CC jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons.

Přečtěte si také

Biologie a lékařské vědy

Vědecká pracoviště

Cílem výzkumu je poznávání procesů v živých organismech, a to na úrovni molekul, buněk i organismů. Biofyzikální výzkum se zabývá studiem vztahu DNA – protein a vlivu faktorů životního prostředí na organismy. V oblasti molekulární genetiky a buněčné biologie jsou studovány zejména signální cesty pro spouštění reakcí a odezvy cílových genů na tyto signály; zvláštní pozornost je věnována studiu buněčných mechanismů imunitních odpovědí. Sledovány jsou rovněž genomy mikroorganismů a procesy směřující k moderním technologiím přípravy látek s definovanými biologickými účinky. V oblasti fyziologie a patofyziologie savců a člověka je výzkum zaměřen na kardiovaskulární fyziologii, neurovědy, fyziologii reprodukce a embryologii s cílem vytvořit teoretické základy preventivní medicíny. V oblasti experimentální botaniky se výzkum věnuje genetice, fyziologii a patofyziologii rostlin a moderní rostlinné biotechnologii. Sekce zahrnuje 8 vědeckých ústavů s přibližně 1930 zaměstnanci, z nichž je asi 690 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.

Všechny výzkumné sekce