Cum distrug limfocitele T celulele canceroase fără să afecteze ţesutul sănătos? O nouă metodă de imagistică arată cum acţionează celulele imunitare în tumori. Oamenii de ştiinţă au reuşit să obţină primele imagini 3D care arată cum limfocitele T ale sistemului imunitar îşi elimină ţintele cu precizie microscopică, direct în interiorul tumorilor reale.
Sistemul imunitar foloseşte mecanisme extrem de precise pentru a identifica şi elimina celulele periculoase. Un nou studiu oferă primele imagini detaliate care arată cum anumite celule imunitare atacă direct celulele canceroase din interiorul tumorilor umane. Cercetătorii au utilizat o tehnică inovatoare de imagistică ce permite observarea structurilor celulare aproape de starea lor naturală.
O echipă de specialişti de la Université de Genève (UNIGE) şi Spitalul Universitar din Lausanne (CHUV) a reuşit să observe în 3D modul în care limfocitele T citotoxice interacţionează cu celulele canceroase.
Rezultatele au fost publicate în revista Cell Reports.
Limfocitele T citotoxice sunt celule specializate ale sistemului imunitar care identifică şi distrug celulele infectate sau canceroase. Acestea se fixează pe celula-ţintă şi formează o zonă de contact numită „sinapsă imună”. Prin această interfaţă, limfocitele eliberează molecule toxice care declanşează moartea celulei afectate, fără a deteriora ţesuturile din jur.
Mecanismul general este cunoscut, însă studierea structurii sale la scară nanometrică în celule umane intacte a fost dificilă. Prepararea probelor poate modifica structurile fragile ale celulei, iar metodele clasice de imagistică presupun compromisuri între rezoluţie, dimensiunea zonei analizate şi conservarea arhitecturii celulare apropiate de starea naturală.
Pentru a depăşi aceste limite, echipa a utilizat microscopia prin crio-expansiune (cryo-ExM). Metoda presupune congelarea instantanee a celulelor la viteză foarte mare, într-o stare vitroasă în care apa se solidifică fără formarea cristalelor, ceea ce permite conservarea fidelă a structurilor biologice.
Probele sunt apoi mărite cu ajutorul unui hidrogel absorbant, ceea ce permite analizarea lor cu precizie ridicată.
”Această tehnică face posibilă observarea organizării interne a celulelor cu mare precizie, păstrând în acelaşi timp arhitectura lor aproape de starea naturală”, a explicat Virginie Hamel, cercetător în cadrul Departamentului de Biologie Moleculară şi Celulară al Facultăţii de Ştiinţe din cadrul UNIGE.
Cu ajutorul acestei metode, cercetătorii au identificat noi caracteristici structurale în zona de contact dintre limfocitele T şi celula-ţintă.
Potrivit autorilor, membrana celulară formează o structură asemănătoare unei cupole, asociată atât cu mecanismele prin care celulele se fixează una de cealaltă, cât şi cu organizarea internă a celulei.
Echipa a analizat şi structurile citotoxice responsabile de distrugerea celulelor-ţintă, numite vezicule citotoxice. Cercetătorii au observat că acestea au structuri variabile şi pot conţine unul sau mai multe „nuclee” în care sunt concentrate moleculele active.
De la celule, la pacienţi
Studiul nu s-a limitat doar la celule izolate. Cercetătorii au aplicat tehnica şi pe probe de tumori umane, ceea ce le-a permis să observe direct, la scară nanometrică, limfocitele T infiltrate în tumori şi mecanismele lor citotoxice.
”Am extins această abordare la probe de ţesut tumoral uman, ceea ce ne-a permis să observăm direct limfocitele T care infiltrează tumorile şi mecanismele lor citotoxice la scară nanometrică. Acest lucru ne permite să studiem răspunsurile imune direct în context clinic şi să înţelegem mai bine mecanismele care le determină eficienţa”, a explicat Benita Wolf, medic rezident principal şi cercetător asociat în Departamentul de Oncologie Clinică al CHUV, care a coordonat studiul alături de ceilalţi autori.
Prin oferirea unei imagini tridimensionale a acestor procese, într-o stare apropiată de cea naturală, studiul stabileşte un cadru de referinţă pentru analiza modului în care funcţionează celulele sistemului imunitar.
Rezultatele ar putea contribui la dezvoltarea unor terapii mai eficiente, în special în imuno-oncologie, prin clarificarea mecanismelor care susţin sau limitează răspunsul imun antitumoral.
