کشف تازه در مک‌گیل سلول‌های ایمنی «حس لامسه» دارند

پژوهشگران به رهبری دانشگاه مک‌گیل مونترال نشان داده‌اند که برخی سلول‌های ایمنی فقط به پیام‌های شیمیایی واکنش نشان نمی‌دهند؛ آن‌ها می‌توانند ویژگی‌های فیزیکی محیط اطرافشان، از جمله سفتی بافت را نیز حس کنند و بر اساس آن سرنوشت خود را تغییر دهند.

این یافته که در نشریه Nature Immunology منتشر شده، به‌ویژه درباره گروهی از سلول‌های T به نام سلول‌های حافظه مقیم بافت یا tissue-resident memory T cells است. این سلول‌ها پس از پایان یک عفونت در بافت‌ها باقی می‌مانند و اگر عامل بیماری‌زا دوباره بازگردد، می‌توانند بسیار سریع واکنش نشان دهند.

تا پیش از این، بیشتر توجه پژوهشگران به سیگنال‌های شیمیایی بود که تعیین می‌کنند یک سلول T به چه نوع سلولی تبدیل شود. مطالعه تازه نشان می‌دهد نیروهای مکانیکی و ساختار فیزیکی بافت نیز بخشی از این تصمیم‌گیری هستند.

سلول T چگونه «لمس» می‌کند؟

برای آزمایش این موضوع، پژوهشگران سلول‌های T انسانی و موشی را در ژل‌های کلاژنی مهندسی‌شده قرار دادند که بافت‌هایی با میزان سفتی متفاوت را شبیه‌سازی می‌کردند.

هرچه محیط سخت‌تر بود، سلول‌های فعال‌شده بیشتر به سمت الگوی ژنی مشخصه سلول‌های حافظه مقیم بافت حرکت کردند. پژوهش نشان داد افزایش ورودی مکانیکی، بیان مجموعه‌ای از ژن‌ها و عوامل تنظیمی مرتبط با ماندگاری سلول در بافت، از جمله Klf2، Runx3 و Hic1 را تغییر می‌دهد.

این توانایی در زیست‌شناسی «مکانوسنسینگ» یا حس‌کردن نیروهای مکانیکی نامیده می‌شود: سلول تغییراتی مانند فشار، کشش یا سفتی محیط را دریافت و آن‌ها را به پیام‌های زیستی تبدیل می‌کند. این پدیده پیش‌تر در انواع مختلف سلول‌ها شناخته شده بود، اما مطالعه تازه نشان می‌دهد در تعیین سرنوشت سلول‌های T حافظه نیز نقش مهمی دارد.

جودیت ماندل، استاد فیزیولوژی مک‌گیل و نویسنده ارشد پژوهش، می‌گوید نتیجه به این معناست که محیط فیزیکی دیگر نباید صرفاً پس‌زمینه‌ای منفعل برای فعالیت سیستم ایمنی در نظر گرفته شود؛ سلول‌های T می‌توانند محیط خود را «احساس» کنند و خود را با آن تطبیق دهند.

چرا این کشف اهمیت دارد؟

اهمیت فوری پژوهش، بنیادی است: این مطالعه توضیح تازه‌ای برای این پرسش ارائه می‌کند که چرا بعضی سلول‌های T پس از عفونت می‌توانند سال‌ها در یک بافت باقی بمانند و به بخشی از حافظه ایمنی بدن تبدیل شوند.

اما پیامدهای بالقوه آن گسترده‌تر است. سلول‌های T در بیماری‌های خودایمنی، آلرژی، رد پیوند و همچنین مبارزه با سرطان نقش دارند. اگر ویژگی‌های مکانیکی یک بافت بتواند رفتار آن‌ها را تغییر دهد، ممکن است در آینده بتوان از این مسیر برای طراحی درمان‌هایی استفاده کرد که پاسخ این سلول‌ها را کنترل می‌کنند.

موضوع برای سرطان نیز جذاب است. بسیاری از تومورهای جامد محیطی متراکم و از نظر مکانیکی متفاوت از بافت سالم دارند. اگر سلول‌های T برای ورود، ماندن و فعالیت در چنین محیطی مجبور باشند با این نیروهای فیزیکی سازگار شوند، شناخت این سازوکار می‌تواند به طراحی بهتر ایمنی‌درمانی‌ها کمک کند. این هنوز یک کاربرد بالقوه است، نه نتیجه درمانی اثبات‌شده پژوهش فعلی.

پژوهشی با محوریت مونترال

مطالعه با هدایت پژوهشگران دپارتمان فیزیولوژی دانشگاه مک‌گیل و با مشارکت مرکز پژوهش درد Alan Edwards، دپارتمان مهندسی زیستی مک‌گیل، مرکز سلامت دانشگاه مک‌گیل و پژوهشگرانی از هلند و ایالات متحده انجام شده است.

پژوهش همچنین از حمایت نهادهای کانادایی از جمله Canadian Institutes of Health Research، Canada Foundation for Innovation و Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada برخوردار بوده است.

گام بعدی گروه پژوهشی، پیدا کردن خود حسگر مولکولی است: مولکول یا سامانه‌ای درون سلول T که سفتی محیط را تشخیص می‌دهد و این اطلاعات مکانیکی را به تغییر در برنامه ژنی تبدیل می‌کند.

به زبان ساده، یافته مک‌گیل تصویر ما از سیستم ایمنی را کمی پیچیده‌تر کرده است: سلول‌های T فقط «می‌شنوند» که مولکول‌های پیام‌رسان چه می‌گویند؛ ظاهراً تا حدی محیط اطرافشان را هم لمس می‌کنند.