Антитела играют важную роль в защите от респираторных вирусов, но по мере появления новых штаммов коронавируса и гриппа эффективность такой защиты может снижаться. Т-клетки могут обеспечить более широкую защиту, поскольку распознают участки вирусных белков, которые меньше меняются между штаммами. Особенно важны резидентные Т-клетки памяти — TRM. После инфекции или вакцинации антиген-специфические TRM локализуются в нелимфоидных тканях и быстро реагируют при повторной встрече с вирусом.
Роль TRM хорошо изучена в контексте респираторных вирусных инфекций. Однако значение клеточного иммунитета в верхних дыхательных путях исследовано значительно меньше. Поэтому было неизвестно, нужна ли для предотвращения передачи вируса иммунная защита во всех отделах дыхательных путей или основную роль играет один из них.
Чтобы ответить на этот вопрос, ученые Медицинской школы Университета Эмори (США) использовали вирус Сендай — вирус парагриппа мышей, который передается между животными при естественном контакте и через общее воздушное пространство. Такая модель позволила отдельно оценить работу TRM в верхних и нижних дыхательных путях после контакта с вирусом.
Эксперимент показал, что для защиты от передачи вируса было достаточно TRM, находящихся в верхних дыхательных путях. Присутствие TRM только в нижних дыхательных путях не обеспечивало защиты.
В верхних дыхательных путях специфические к вирусу TRM распознавали вирусный антиген, активировались и начинали размножаться. Одновременно в этих клетках активировались генетические программы, связанные с противовирусной защитой. В нижних дыхательных путях аналогичной активации TRM не происходило.
CD8 TRM снижают риск заражения и ограничивают развитие инфекции после передачи вируса
Ученые проверили, могут ли CD8 TRM самостоятельно защищать от передачи респираторного вируса. Мышей иммунизировали одним из двух препаратов: на основе ослабленного вируса гриппа (LAIV-SenNP) и аденовирусного вектора (Ad-SenNP), а затем переводили в общее пространство с зараженной мышью. После иммунизации мышей препаратами, формирующими специфические к вирусу Сендай TRM, вирусная нагрузка в носовой полости значительно снижалась. Более сильный ответ TRM после иммунизации Ad-SenNP полностью предотвращал инфекцию.
Защита сохранялась при подавлении притока циркулирующих лимфоцитов, в отсутствие зрелых B-клеток и после удаления CD4 Т-клеток. Напротив, удаление CD8 Т-клеток значительно снижало защиту. Количество специфических TRM в носовой полости коррелировало с вирусной нагрузкой.
Эти результаты показывают, что специфические CD8 TRM способны самостоятельно защищать от передачи респираторных вирусов — без участия циркулирующих лимфоцитов, B-клеток и CD4 Т-клеток.
При передаче вируса CD8 Т-клетки активируются в верхних дыхательных путях
Ученые выяснили, в каком отделе дыхательных путей вирус-специфические CD8 Т-клетки реагируют на вирус после его передачи. У инфицированных мышей эти клетки активировались и размножались в носовой полости, тогда как в легких такой реакции не наблюдалось.
Таким образом, верхние дыхательные пути — основное место CD8 Т-клеточного ответа на передаваемый респираторный вирус.
После активации CD8 TRM в носовой полости запускают противовирусные программы
После передачи вируса в носовой полости активировались специфические CD8 Т-клетки. В них усиливалась экспрессия генов противовирусного ответа — Ifng, Gzmb и Tnf, а часть клеток размножалась. Активированные и пролиферирующие клетки, вероятно, происходили из TRM.
Эти результаты показывают, что носовая полость — ключевой участок активации TRM при передаче вируса: находящиеся здесь клетки быстро активируют гены, обеспечивающие противовирусные эффекторные функции.
CD8 TRM-клеток в верхних дыхательных путях достаточно для предотвращения передачи инфекции
Ученые иммунизировали мышей таким образом, чтобы специфические CD8 TRM сформировались только в верхних дыхательных путях, и проверили, могут ли эти клетки предотвратить заражение вирусом Сендай.
В контрольной группе заразились все мыши, тогда как при наличии TRM только в верхних дыхательных путях — лишь 20%. Такая защита существенно не отличалась от результата иммунизации, при которой CD8 TRM присутствовали во всем респираторном тракте — как в верхних, так и в нижних дыхательных путях.
Защита была неполной, так как у некоторых мышей вирус проникал в трахею, где после иммунизации, направленной только на верхние дыхательные пути, специфических TRM не было. Ученые предположили, что случаи прорывных инфекций могут быть связаны с проникновением вирусных частиц в обход носовой полости.
У заразившихся иммунизированных мышей вирусная нагрузка была значительно ниже, чем у контрольных. Защита сохранялась после подавления циркулирующих лимфоцитов и удаления CD4 Т-клеток.
Вывод
CD8 TRM в верхних дыхательных путях — доминирующая популяция вирус-специфических Т-клеток, которые реагируют на передачу респираторного вируса и при достаточном количестве могут предотвращать развитие инфекции.
Эти результаты поддерживают разработку назальных вакцин, способных формировать CD8 TRM в верхних дыхательных путях и поэтому ограничивать передачу респираторных вирусов.
Источник
Upper respiratory tract CD8+ tissue-resident memory T cells protect against viral transmission
