Újonnan talált mikroszerv hozhatja el a védőoltások forradalmát

Az emberi nyirokrendszer

Új anatómiai struktúrát azonosított kutatók egy csoportja az immunrendszeren belül. A meghökkentő felfedezés a szakértők szerint újfajta, modern vakcinák kifejlesztéséhez vezethet.

Az ausztráliai Garvan Institute of Medical Research intézet munkatársainak azt sikerült kiderítenie, a szervezet mely részén emlékszik az immunrendszer a korábbi fertőzésekre és oltásokra – valamint az immunsejtek hol gyülekeznek, hogy egy korábban már ismert fenyegetésre erőteljesen és effektíven reagálhassanak.

A keresett struktúra megtalálását nagyfelbontású háromdimenziós mikroszkóp tette lehetővé, a kutatóeszközzel élő állatok testének működését tanulmányozták és vették filmre. Mint kiderült, a szervezetben a megfigyelt szerkezet – amely különböző immunsejtek sokaságából áll össze – nem random, hanem nagyon is „jól átgondolt” módon van pozícionálva, így villámgyorsan reagálhat a fertőzésekre és hamar szembeszállhat a testet támadó, már ismert kórokozókkal.

Egészen döbbenetes, hogy mi tudósok már több mint háromszáz éve tanulmányozzuk a test szöveteit mikroszkópokkal, és mégis, még mindig ennyi titok rejtőzik bennünk

– mondta Tri Phan professzor, a Nature Communications című rangos tudományos magazinban megjelent publikáció egyik szerzője.

Mindenki előtt ismert, hogy ha az ember valamivel megfertőződik, rendszerint védelem alakul ki az adott kórokozó ellen, így később az illető nem kapja el a betegséget.

A nagy kérdés eddig az volt, miként képes olyan gyorsan reagálni a test arra a fenyegetésre, amivel már korábban – vagy vakcina, vagy fertőzés révén – szembesült.

Az emberi nyirokrendszer Forrás: Science Photo Library/PIXOLOGICSTUDIO/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Pixologicstudio/Science Photo Li

A megmentő mindig akkor érkezik, amikor szükség van rá

A kutatók először élő egereket vizsgálva vették észre az érdekes képződményt; a nyirokcsomókon futott végig, lapos és vékony volt. E dinamikus struktúra azonban nem mindig volt jelen, csak akkor bukkant fel, ha a rágcsálókat korábban már megbetegítő kórokozók indítottak támadást.

Hamar kiderült, hogy e tulajdonság nem csak a kicsiny állatokra jellemző, emberi páciensek nyirokcsomóin is ráleltek a szerkezetre, amelyet SPF-nek (angolul subcapsular proliferative foci) kereszteltek el.

A korszerű technika segítségével a kutatók többféle immunsejtet is megfigyeltek az SPF belsejében. Ezek közül kitüntetett szerepe van a B-sejteknek (vagy B-limfocitáknak), amik az immunrendszer memóriáját testesítik meg, vagyis tartalmazzák azokat az információkat, hogy miként érdemes megtámadni és megsemmisíteni a szervezet számára már ismert kórokozókat. A többi immunsejt segítőként végzi a munkáját.

Immunsejtek gyülekeznek, kialakítva az SPF-t (lila színnel van jelölve a struktúra felszíne) Forrás: Imogen Moran/Tri Phan

Ugyancsak fontos része a felfedezésnek a B-sejtek plazmasejtekké való átalakulásának megfigyelése. A plazmasejtek kulcsszerepet töltenek be az infekció elleni küzdelemben, mivel antitesteket termelnek. Az antitestek felismerik az idegen fehérjéket, mikroorganizmusokat és méreganyagokat, hozzájuk kötődnek, majd semlegesítik vagy elpusztítják őket.

„Izgalmas volt látni, ahogy a B-sejtek aktiválódnak és az új, korábban nem ismert struktúrában gyűlnek össze” – mondta dr. Imogen Moran, a tanulmány egy másik szerzője – „saját szemeinkkel láttuk őket mozogni, más immunsejtekkel kölcsönhatásba lépni, végül pedig plazmasejtekké változni”.

B-sejt számítógépes illusztrációja Forrás: Science Photo Library/KATERYNA KON/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Kateryna Kon/Science Photo Libra

Villámháború a testünkben

Tri Phan szerint az SPF-struktúrák tökéletes pozícióban vannak ahhoz, hogy rögtön reagáljanak a külső támadásokra és semlegesítsék a betolakodókat – ezzel megakadályozva, hogy a betegség kialakuljon.

„Az ellenséges baktériumok 20-30 perc alatt képesek megduplázni a számukat, ezért minden pillanat számít. Konkrétabban fogalmazva, ha az immunrendszernek sokáig tartana felkészülni a védekezésre, abba belehalnánk” – magyarázta a kutató.

Pontosan ezért fontosak a védőoltások. A vakcinák felkészítik az immunrendszert, így a szükséges ellenanyagok előállítása jóval gyorsabb ütemben zajlik majd, ha a kórokozók ismét megjelennek. Ugyanakkor egészen mostanáig nem ismertük, ez hogyan, és hol történik

– mondta Phan.

A kutató szerint most először sikerült kimutatniuk, hogy a B-sejtek az SPF nevű mikroszervben változnak tömegesen plazmasejtekké. Az SPF elhelyezkedése nagyon is logikus, hiszen ott várakozik, ahol a baktérium korábban belépett a testbe, így helyben állítja elő azokat az anyagokat, amik a fertőzés villámgyors leküzdéséhez nélkülözhetetlenek.

Plazmasejtek antitesteket (fehérrel jelölve) választanak ki, ezek veszik fel a küzdelmet a fertőzéssel Forrás:JGT / Science Photo Library

Miért nem láttuk eddig az újonnan felfedezett struktúrát?

Azért, mert a tradicionális mikroszkópos eljárás szerint kétdimenziós mintákat vettek a szövetekből, amiket kémiailag „rögzítettek", így tulajdonképpen csupán egy pillanatfelvétel állt a kutatók rendelkezésére.

Ez a kép természetesen nem mutatta az SPF-et, ami vékony és izgő-mozgó mikroszerv, emiatt pedig könnyen szem elől téveszthető a hagyományos módszerekkel.

„A szerkezet megtalálása az úgynevezett kétfoton-mikroszkópiával vált lehetségessé – a műszer lehetővé tette, hogy élő állatban, három dimenzióban lássuk mozogni az immunsejteket. Ezzel a metódussal vált észrevehetővé az SPF szerkezetének kialakulása” – magyarázta Tri Phan.

Újfajta védőoltások kifejlesztése válhat lehetségessé

A felfedezés újfajta, modern vakcinák kifejlesztését teheti lehetővé.

A jelenleg ismert védőoltások mindössze arra koncentrálnak, hogy B-sejtek előállítására ösztökéljék az immunrendszert. A friss eredmények alapján ugyanakkor

arra is külön figyelmet kell fordítani, miként reaktiválhatók a B-sejtek, hogy plazmasejtekké alakuljanak.

A jövőbeni vakcinák ezt a folyamatot is hatékonyabbá tehetik.

Forrás: Garvan Institute of Medical Research