Roditelji govore svojoj deci da pojedu svu hranu na tanjiru, do poslednje mrvice. Određene ćelije u našim limfnim čvorovima, poput poslušne dece, marljivo prate ovo uputstvo. Iako je ove ćelije – podtip makrofaga ili „velikih jedača“ – prvi opisao nemački biolog Valter Fleming 1884. godine, njihovo poreklo i način rada do sada su ostali misterija.
U studiji objavljenoj u časopisu Journal of Ekperimental Medicine, tim istraživača na čelu sa prof. Zivom Shulmanom sa Vajcmanovog instituta za nauku je došao do otkrića koja u velikoj meri demistifikuju makrofage zubnog tela (TBM). Ispostavilo se da ove pecljive (tj. bojene) ćelije pojedu svaki poslednji zalogaj druge vrste imunoloških ćelija, kako bi zaštitile naše telo od štete.
Ćelije vezane za tanjir su B ćelije koje proizvode antitela, koje se nalaze u limfnim čvorovima spremne za invaziju patogena kao što su virusi ili bakterije. Kada dođe do invazije, oni postaju aktivni, brzo se dele i ulaze u prolazne strukture koje se nazivaju germinativni centri. Ovi centri, smešteni u određenim nišama unutar limfnih čvorova, su „kampovi za obuku“ u kojima B ćelije usavršavaju svoju odbranu od određenog neprijatelja.
B ćelije prolaze kroz neku vrstu ubrzane evolucije, doživljavajući nasumične mutacije milion puta brže od normalnih ćelija, proces koji povećava kapacitet vezivanja antitela koja proizvode. Međutim, u retkim slučajevima, druge B ćelije mogu evoluirati da proizvode autoantitela koja ciljaju i štete zdravom tkivu tela umesto patogena.
Do kraja „programa obuke“, ćelije koje su pretrpele korisne mutacije uglavnom preživljavaju, dok one koje nose neefikasne ili čak štetne mutacije vrše „samoubistvo“ kroz mehanizam programirane ćelijske smrti. Sve ove mrtve B ćelije, iako neaktivne, ipak mogu izazvati štetna antitela.
Tu na scenu stupaju „velikožderi”. U novoj studiji tim, koji je predvodila studentkinja Neta Gurvicz iz Veizman-ovog odeljenja za sistemsku imunologiju, koristio je genetski modifikovane miševe da otkrije obrasce ishrane i ishranu TBM-a. Geni za dva različita fluorescentna proteina korišćeni su za obeležavanje „velikih jedača“ sjajnom zelenom bojom i B ćelija u njihovim kampovima za obuku svetlo crvenom bojom.
Kao što se očekivalo, nedelju dana nakon što su miševi vakcinisani kako bi se aktivirale B ćelije, mesta za trening kampova su se otvorila unutar limfnih čvorova, a B ćelije su počele da se umnožavaju, mutiraju i podvrgavaju selekciji. Kroz mikrohirurgiju, naučnici su otkrili limfne čvorove u kolenima miševa, a zatim priključili napredni mikroskop sa rezolucijom od milionitog dela metra koji im je omogućio da posmatraju biološke procese unutar živog tela. Gozba ćelija se emitovala uživo: TBM (zeleni) gutaju umiruće B ćelije (crvene) unutar „kampova za obuku“ limfnih čvorova. Zasluge: Vajcmanov institut za nauku
Tokom ovog emitovanja u realnom vremenu, tim je posmatrao B ćelije koje se neprestano kreću unutar kampa za obuku, dok su „veliki jedači“ ostali u blizini, povremeno pružajući ruke nalik hobotnici da zgrabe umiruće B ćelije i progutaju ih. TBM-ovi su to učinili prilično brzom brzinom: svaki TBM je uhvatio B ćeliju otprilike jednom u 10 minuta. Koristeći kompjuterski model, naučnici su predvideli da bi za čišćenje jednog kampa za obuku od svih umirućih ćelija bilo potrebno oko 30 TBM-a. U direktnom prenosu, u proseku je primećeno 25 TBM-a u svakom kampu, što ukazuje da je mehanizam čišćenja zaista efikasan i temeljan.
Zatim su istraživači pitali da li su TBM izbirljivi. Da li vare bilo koju B ćeliju koja prolazi, ili više vole da grickaju one unutar kampova za obuku? Tim je otkrio da kada su izloženi neaktivnim B ćelijama, TBM nisu „progutali mamac“, fokusirajući se isključivo na mutirajuće B ćelije.
Ipak, ostalo je jedno pitanje: odakle potiču TBM?
Da bi rešili tu zagonetku, naučnici su zamenili imuni sistem miševa tako što su ih prvo zračili, a zatim uveli u njihovu koštanu srž progenitorne krvne ćelije koje nose gene za bojenje budućih TBM-a u zeleno. Kada su se kampovi za obuku pojavili u limfnim čvorovima kao odgovor na vakcinaciju, 75% obližnjih TBM-a bilo je zeleno, što otkriva da je njihovo poreklo zaista u koštanoj srži. Ali zelene ćelije su se pojavile oko tih kampova za obuku samo nekoliko nedelja nakon vakcinacije, što je povećalo mogućnost da je njihovo putovanje uključivalo zaustavljanje.
Tim je ponovio eksperiment, ovaj put štiteći limfne čvorove tokom ozračivanja kako bi samo imune ćelije unutar ovih čvorova preživjele, dok su ostale iskorijenjene. Za razliku od prethodnog eksperimenta, većina TBM-a koji su stajali u redu za gozbu nisu bili zeleni; razvili su se iz ćelija koje su se već nalazile u limfnim čvorovima pre vakcinacije. Istraživači su zaključili da se TBM razvijaju iz progenitornih ćelija koje izlaze iz koštane srži, ali umesto da prestanu, idu pravo u limfne čvorove i tamo čekaju neko vreme.
Naučnici su takođe otkrili šta uzrokuje progenitorske ćelije da napuste koštanu srž i uđu u limfne čvorove. Pet dana nakon vakcinacije, kada su se male koncentracije mutirajućih B ćelija pojavile u kampovima za obuku, značajne količine TBM-a su se prvo pojavile u blizini. To je sugerisalo istraživačima da je vreme dolaska TBM-a funkcija treninga B ćelija i da TBM-i služe posebnoj svrsi čišćenja posle veoma efikasne, ali pomalo rasipničke kampanje imunog sistema.
Konačno, naučnici su pitali kada tokom procesa koji se završava njihovim samoubistvom, B ćelije probavljaju TBM. Iznenađujuće, primetili su da su B ćelije progutane žive, podvrgnute poslednjim udisajima unutar TBM-a. Ovo pokazuje da „veliki jedači“ nisu samo „radnici za čišćenje“, kako se ranije mislilo, oni takođe predstavljaju biološku „kantu za otpatke“ koja uklanja umiruće ćelije pre nego što počnu da se razgrađuju, sprečavajući da se štetni otpad rasprši.
„Oštećeno čišćenje TBM-a može izazvati proizvodnju autoantitela koja bi bila usmerena na mrtve B ćelije, ali zapravo štetila zdravom tkivu“, kaže Šulman. „Ovo bi mogao biti jedan od uzroka autoimunih bolesti kao što je lupus. Osnovno razumevanje porekla TBM-a i njihovog načina delovanja moglo bi da pomogne da se otvori put za tretmane autoimunih bolesti. Ako shvatimo kako da TBM-e učinimo efikasnijim u čišćenju ‘kampovi za obuku’, možda imamo ključ za lečenje trenutno neizlečivih bolesti.“
