Резидентные Т-клетки памяти (TRM-клетки) остаются в тканях после инфекции и помогают организму быстрее реагировать при повторной встрече с патогеном. Предыдущие исследования на мышах показали, что в легких эти клетки довольно быстро исчезают. Поэтому оставалось неясным, как долго TRM-клетки могут сохраняться в легких человека и какую роль в поддержании иммунной памяти играют связанные с легкими лимфатические узлы.
Ученые из Института иммунологии Ла-Хойи в США исследовали Т-клетки из легких и дренирующих их лимфатических узлов у 40 человек. По репертуару Т-клеточных рецепторов (TCR) ученые определяли, какие патогены распознают отдельные Т-клетки.
Такой подход позволил изучить большое число Т-клеток, специфических к различным распространенным патогенам, и сравнить их состав между легкими и лимфатическими узлами.
Ученые обнаружили, что TRM-клетки, специфические к респираторным патогенам, могут сохраняться в легких человека от нескольких месяцев до нескольких лет. Таким образом, легочная Т-клеточная память у человека оказалась значительно более устойчивой, чем можно было предположить на основании исследований на мышах.
Кроме того, одни и те же клоны Т-клеток лишь ограниченно встречались одновременно в легких и дренирующих их лимфатических узлах. Это наблюдение не поддерживает предложенную для мышей модель, согласно которой лимфатические узлы служат основным резервуаром клеток памяти для поддержания их популяции в легких.
В легких накапливаются отдельные клоны Т-клеток памяти
Ученые проанализировали около 600 тыс. Т-клеток легких и около 330 тыс. Т-клеток из дренирующих легкие лимфатических узлов, полученных от 40 человек, которые не имели недавних инфекций и были признаны медицински пригодными для хирургической резекции легких при ранней стадии рака легких. Сравнение последовательностей Т-клеточных рецепторов показало, что в легких отдельные клоны Т-клеток памяти накапливаются значительно сильнее, чем в лимфатических узлах. При этом 10% наиболее распространенных клонотипов составляли 51% CD4+ и 70% CD8+ Т-клеток легких.
Значительная часть сильно расширенных клонотипов TCR из легких не обнаруживались в лимфатических узлах, а сходство репертуаров TCR между двумя тканями оставалось низким. Эти результаты подтвердились в независимой группе людей без рака.
Эти данные свидетельствуют о том, что даже при отсутствии недавней инфекции в легких человека присутствует сильно расширенный пул клонов отдельных Т-клеток памяти, которые сохраняются непосредственно в легочной ткани.
TRM-клетки преимущественно сохраняются в легких человека
TRM-клетки оказались основным типом CD4+ и CD8+ Т-клеток в легких человека. Эти TRM-клетки демонстрировали высокую степень клонального расширения: на 10% наиболее многочисленных клонов приходилось более 46% CD4+ и 50% CD8+ TRM-клеток. Это указывает на избирательное накопление в легких определенных антиген-специфических TRM-клеток.
Сравнение с дренирующими легкие лимфатическими узлами показало, что более 80% клонотипов легочных TRM-клеток там не обнаруживались. Напротив, более 50% клонотипов TRM-клеток из лимфатических узлов были клонально связаны с Т-клетками легких. Таким образом, большинство TRM-клеток сохраняется непосредственно в легочной ткани, а лимфатические узлы, в отличие от наблюдений у мышей, не служат их основным резервуаром у человека.
Значительная часть Т-клеток легких распознает распространенные патогены
Ученые определили, какие патогены распознают Т-клетки легких. Для этого они объединили собственные экспериментальные данные, полученные при стимуляции клеток периферической крови доноров пулами пептидов девяти распространенных патогенов человека, с опубликованными базами TCR и дополнительно создали каталог из более чем 45 тыс. TCR CD4+ Т-клеток, специфических к распространенным патогенам. Более 99% этих TCR ранее не были описаны.
В результате ученым удалось определить специфичность примерно 11% CD4+ и 15% CD8+ Т-клеток легких. Эти данные показывают, что значительная часть Т-клеток памяти в легких распознает распространенные патогены.
Легкие — долговременный резервуар CD4+ T-клеток памяти, сформировавшихся после перенесенных инфекций
В легких большинства участников ученые обнаружили CD4+ Т-клетки памяти, специфические к пяти распространенным респираторным вирусам:
- SARS-CoV-2;
- вирусу гриппа А;
- вирусу парагриппа;
- респираторно-синцитиальному вирусу;
- метапневмовирусу.
Также были обнаружены CD4+ Т-клетки памяти, распознающие герпесвирусы (CMV и EBV), возбудителя коклюша Bordetella pertussis и гриб Aspergillus fumigatus.
Количество TRM-клеток сильно различалось между людьми, но не зависело от конкретного патогена, возраста, пола, индекса массы тела, статуса курения и вакцинации.
Значительное количество TRM-клеток, специфических к нескольким респираторным вирусам, сохранялось без признаков недавней инфекции. Эти результаты показывают, что легкие человека служат долговременным резервуаром CD4+ TRM-клеток, сформировавшихся после перенесенных инфекций.
В легких сохраняются CD8+ Т-клетки памяти, специфические к различным вирусам
Ученые обнаружили в легких участников CD8+ Т-клетки памяти, специфические к:
- цитомегаловирусу;
- вирусу Эпштейна-Барр;
- SARS-CoV-2;
- вирусу гриппа А.
Также ученые выявили подгруппу CD8+ TRM-клеток с высокой экспрессией HLA-DR и других молекул MHC II — признака, который обычно связывают с недавней активацией Т-клеток. Однако у участников не было недавних инфекций, а 39 из 40 участников не вакцинировались в предшествующие 90 дней. Это указывает, что такие клетки могут накапливаться в легких независимо от недавней активации.
Частота этих патоген-специфических CD8+ TRM-клеток существенно различались у разных участников, при этом доля клеток не была выше для какого-либо конкретного патогена. Также не было связи с характеристиками участников. Исключением был возраст: чем старше был человек, тем чаще встречались CD8+ TRM-клетки, специфические к SARS-CoV-2.
TRM-клетки сохраняются в легких человека годами
Анализ повторных образцов легочной ткани шести человек, полученных с интервалом от 7 недель до почти 6 лет, подтвердил долговременное сохранение TRM-клеток. В среднем не менее половины клонов CD4+ и CD8+ TRM-клеток обнаруживались в образцах одного человека повторно. У одного из участников свыше половины наиболее многочисленных TRM-клонов сохранялось более пяти лет.
Клоны эффекторных Т-клеток памяти, обнаруженные в легких, также встречались среди Т-клеток памяти в крови. Напротив, большинство клонов TRM-клеток в крови не обнаруживалось. Это указывает на то, что TRM-клетки длительно сохраняются непосредственно в легких и их популяция в основном не поддерживается за счет клеток из кровотока.
Клоны TRM-клеток сохранялись в легких с течением времени, причем их относительная численность оставалась сходной, а клетки сохраняли характерные признаки резидентных Т-клеток памяти. Это указывает на долговременную стабильность как состава TRM-клонов, так и их свойств.
Устойчивые и исчезавшие со временем клоны не различались по активности генов TNFRSF9 и ENTPD1, связанных с передачей сигнала через TCR. Это указывает на то, что длительное сохранение TRM-клеток в легких не требует постоянной стимуляции Т-клеточных рецепторов.
Источник
Human lungs maintain tissue-resident memory T cells against a broad spectrum of pathogens
