سیستم ایمنی بدن انسان به مانند یک تیم گسترده از عوامل مخصوص است. سلولهای به خصوصی تحت عنوان سلولهای T بطور اختصاصی برای شناسایی یک عامل مخصوص، مانند ویروس آنفولانزا یا سالمونلا، اختصاصی می‌شود. مشخص کردن هدف یک سلول T خاص، یک گام اساسی در طراحی درمانهای شخصی شده برای سرطانها و تولید واکسنها است. اکنون، تیمی از دانشمندان Caltech دو روش جدید برای مشخص کردن سریع اهداف سلول T، ابداع کرده‌اند.
این مطالعه در آزمایشگاه David Baltimore، استاد زیست شناسی، انجام شده‌است. دو مقاله که این مطالعه را معرفی می‌کنند، در نسخه ماه ژانویه نشریه Nature Methods منتشر گردیده است.
یک سلول سرطانی در محاصره سلولهای T
یک سلول که با یک پاتوژن، بعنوان نمونه یک ویروس آنفولانزا، آلوده شده‌است، قطعاتی از ماده ژنتیکی عامل مهاجم را به مانند یک پرچم قرمز که وقایع درون سلول را مشخص می‌کند، در سطح خود نشان خواهد داد. این “پرچم‌ها” تحت عنوان آنتی ژنها، بر روی پروتئینهای سطح سلول با نام کمپلکس‌های هیستوکامپتیبیلیتی ماژور (MHCs)، نمایش داده می‌شوند. هر سلول T برای شناسایی یک آنتی ژن متفاوت، اختصاصی شده است. زمانیکه یک سلول T، آنتی ژن هدف خود را بصورت کمپلکس MHC بر روی یک سلول مشاهده می‌کند، به آن سلول اتصال یافته و آن را نابود می‌سازد.
بطور میانگین، نزدیک به ۱ میلیون تا ۵ میلیون سلول T منحصر بفرد در بدن یک انسان که پاتوژنهای متفاوتی را هدف گیری می‌کنند، وجود دارد. با اینکه دانشمندان قادر هستند ویژگی‌های مولکولی گیرنده‌ی یک سلول T را مشخص سازند، مشخص کردن هدف مخصوص آن گیرنده، دشوار است. در حقیقت، کمتر از ۱۰۰۰ جفت آنتی ژن- سلول T شناخته شده است.
اکنون محققان تحت هدایت Alok Jogelkar و Guideng Li در آزمایشگاه Baltimore، دو روش جدید برای مشخص کردن اهداف سلولهای T ابداع کرده‌اند.
در روش اول، محققان پروتئینهایی تحت عنوان دامنه‌های سیگنالینگ را به MHCs متصل ساختند. کمپلکس جدید که یک گیرنده دو عملکردی سیگنالینگ و عرضه کننده آنتی ژن یا SABR نامیده می‌شود، برای ارسال یک سیگنال به سلولی که در هنگام اتصال به سلول T مربوطه، به رنگ سبز درخشان می‌شود، طراحی شده‌است. یک محقق می‌تواند هزاران آنتی ژن مختلف را که هر یک توسط یک SABR عرضه می‌شود، با یک سلول T مشخص، ادغام کند. تنها سلولهایی که آنتی ژن صحیح را عرضه می‌کنند، باید به رنگ سبز بدرخشند؛ و این محققان را قادر می‌سازد تا آنتی ژن صحیح (هدف سلول T) را بیابند.
روش دوم از یک پدیده طبیعی تحت عنوان تروگوسیتوزیس (trogocytosis) بهره می‌گیرد. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که یک سلول T و سلول هدف آن به هم متصل شده و پروتئینهایی را که به سطح آنها متصل شده، مبادله کنند. با اینکه محققان هنوز دلیل وقوع تروگوسیتوزیس را مشخص نکرده‌اند، آزمایشگاه Baltimore تصمیم به استفاده از این پدیده برای مشخص کردن اهداف سلول T گرفت. بمنظور نیل به این هدف، محققان استخری از سلولهای عرضه کننده آنتی ژن که هر یک، آنتی ژن منحصر بفردی را عرضه می‌کرد، تهیه کردند؛ و سپس آنها را در معرض تماس با سلولهای T دارای گیرنده‌ی مورد نظر قرار دادند. تنها سلولهایی که آنتی ژن صحیح را عرضه می‌کنند، مارکرها را از سلول T با واسطه تروگوسیتوزیس دریافت می‌کند. سپس آنتی ژن مربوط به سلول T می‌تواند با مارکر سطح آن، شناسایی شود.
مقاله مرتبط: چگونه سیستم ایمنی با ایجاد بی‌نظمی از بیماری‌ها پیشگیری می‌کند
فهم جفت‌های آنتی ژن- سلول T برای تولید واکسنهای سرطان و همچنین طراحی درمانهای شخصی شده برای سرطان، حیاتی است؛ زیرا آنتی ژنها می‌توانند علائمی از سرطان باشند. هیچ دو سرطانی مشابه یکدیگر نیستند، و بدلیل اینکه سلولهای سرطانی به سرعت رشد می‌کنند، به سرعت نیز دچار جهش می‌شوند. در حالت ایده آل، محقق باید نمونه‌ای از تومور فرد برداشته، سلولهای T را از آن ایزوله کرده، و یکی از این روشها را برای شناسایی آنتی ژنهایی که توسط سلولهای T هدف قرار گرفته‌اند، شناسایی کند. زمانیکه این اهداف شناسایی شدند، سلولهای T می‌توانند برای تقویت سیستم ایمنی فرد مبتلا به روشهای مختلفی، مورد استفاده قرار گیرند.
