Alapvető jelentőségű felfedezés immunsejteknél

Amerikai kutatók nagy lépést tettek a krónikus fertőzések velejárójaként ismert, az immunrendszer egyes T-sejtjeinek gyengülését követő tartós vírusszaporulat (perzisztencia) leküzdésében. Felfedezésüknek azért van óriási jelentősége, mert olyan súlyos betegségek megfékezésének lehetőségét hordozza, mint amilyen például a Hepatitisz B vagy az AIDS.

Amikor egy kórokozó, például egy vírus megtámadja szervezetünket, természetes védekező rendszerünk először felismeri mint idegen struktúrát, azaz antigént (a szó az antiszomatogén kifejezésből ered; anti = idegen, szomatogén = testi; antiszomatogén = testidegen), majd elsődleges védelmi vonalat képezve ellentámadásba lendül. Ezzel egyidőben az adaptív immunrendszer elemei is aktiválódnak, amelyek segítsége nélkül a szervezet nem képes hatékonyan fellépni a kórokozókkal szemben. Az adaptív immunrendszer talán legismertebb képviselői a T- és a B-limfociták, amelyek közül a T-sejtek elsődleges feladata az adott kórokozó specifikus elpusztítása. A folyamat lényege, hogy egyfajta versenyfutás veszi kezdetét az antigén és az immunrendszer komponensei között, aminek a kimenetelétől függ, hogy az illető "gyorsan" kigyógyul-e a betegségből (akut fázis), vagy esetleg a kórokozó képes hosszú távon, nagy mennyiségben fennmaradni, azaz perzisztálni a szervezetben. Ez utóbbi esetet nevezzük krónikus virális fertőzésnek. Kialakulása általában összefügg azzal, hogy a T-sejtek egy bizonyos csoportja "elfárad a küzdelemben", legyengül, s nem képes feladatát eredményesen ellátni. E leromlás folyamatának mechanizmusa egyelőre nem teljesen tisztázott, de az alábbiakban ismertetett módszerrel talán kivédhető.

A T-sejteknek több csoportját különíthetjük el egymástól. A továbbiakat tekintve két fajtájuknak van kitüntetett szerepe: a felszínükön az úgynevezett CD4 koreceptort (jeltovábbításban résztvevő segédreceptor) hordozó CD4+ T-sejteknek, illetve a CD8 koreceptort hordozó CD8+ T-sejteknek. A CD4+ sejtek az általuk termelt anyagok révén segítik a kórokozó elpusztítását, a CD8+-ak pedig közvetlenül vesznek részt a folyamatban (ölősejtek). Azonban hatékony CD8+ T-sejt-válasz, azaz "kórokozó-gyilkolás" csak akkor valósulhat meg, ha azt CD4+ T-sejt-válasz is kíséri.

A CD8+ T-sejtek szerepe az akut és a krónikussá váló betegségeket tekintve változó. Az akut folyamatok során kiemelkedően fontos jelentőséggel bírnak, ám a krónikus megbetegedéseket gyakran kíséri a T-sejt-válasz különböző fokú romlása, vagyis az, hogy a T-sejtek a betegség lefolyása alatt fokozatosan elveszítik aktivitásukat. Ez a legfőbb oka annak, hogy a gazdaszervezet már nem tudja legyőzni az ezidáig túlélni képes, immunválaszt kiváltó ágenseket. Ezt a jelenséget először egérmodell segítségével írták le, perzisztens limfocitikus koriomeningitisz vírus (LCMV) fertőzés folyamán, majd többek között olyan emberi betegségekre is kiterjesztették, mint a HIV, a hepatitisz B (HBV) vagy hepatitisz C (HCV) okozta kóros elváltozások, amely utóbbiakban összesen világszerte ötszázmillió ember szenved.

Kezdeti lépések

Amerikai kutatók megpróbálták megkeresni azt a bizonyos molekulát, ami felelőssé tehető a CD8+ T-sejtek funkciójának elvesztéséért. Az eredeti modellt választották vizsgálataik alapjául, azaz olyan egértörzset hoztak létre, amelyet a fent említett LCMV-vel fertőztek. Az LCMV betegséget okozó törzsei ugyanis könnyen megkülönböztethetőek és izolálhatóak. Az úgynevezett Armstrong-törzs a betegség akut fázisáért, míg a klón-13 törzs a perzisztenciáért felel. E vírusok alkalmazásának másik nagy előnye, hogy teljes genetikai készletüket összehasonlítva mindössze két ponton különböznek egymástól (ami a fehérjék szintjén két aminosav-eltérést eredményez), és ez nincs hatással a T-sejtek antigén felismerő képességére - azaz lehetséges ugyanannak a CD8+ T-sejt-válasznak a nyomon követése mind az akut, mind a perzisztens fázis alatt (a sejtek ugyanazzal a vírus-specifitással rendelkeznek, azaz azonos vírusváltozatot ismernek fel az immunválasz folyamán),

A kutatók azzal kezdték a vizsgálatot, hogy összehasonlították az Armstrong-törzs által kiváltott akut fázis során aktiválódott CD8+ T-sejtek génjeinek aktivitását a klón-13 törzs által előidézett perzisztencia miatti leromlott funkcionalitással, de ugyanazzal a vírus-specifitással bíró CD8+ T-sejtek génjeinek aktivitásával. A legszembetűnőbb eredmény egy gátló receptornak, a PD-1-nek (programozott sejthalál-1, ill. ismert Pdcd1-ként is) a kifejeződésében adódott. Ezt a receptort a perzisztens fertőzés folyamán "kimerült" T-sejtek nagy mennyiségben termelték, míg azok a CD8+ T-sejtek, amelyek az akut fázist követően részt vettek a vírus elpusztításában, a PD-1-ből nem jelenítettek meg felszínükön kimutatható mennyiséget.

Következő lépésként a tudósok e receptor megjelenítésének kinetikáját térképezték fel. Kimutatták, hogy a PD-1 az akut fázis korai szakaszában is megjelenik az aktív CD8+ T-sejteken, de termelése hamarosan megszűnik. Ezzel ellentétben a betegség krónikus periódusában kifejeződésének mértéke folyamatosan nő, és relatíve magas koncentrációja a sejtfelszínen tartósan fennmarad.

Az átütő erejű felfedezés

A PD-1 receptor két molekulát képes megkötni a sejtek felszínén: a PD-L1-et (vagy B7-H1-et) és a PD-L2-t (vagy B7-DC-t), amelyeket főleg az immunrendszer különböző sejtjei hívnak életre. A receptor túltermeléséből adódóan a kutatók a fenti két célmolekula, más néven ligandum megjelenítésének tanulmányozásába fogtak. Azt kapták eredményül, hogy akárcsak a PD-1, a PD-L1 is nagy mennyiségben volt jelen a krónikus fertőzés idején, főleg olyan lépsejtek felszínén, amelyeket a vírus előzőleg már megtámadott. Ezek alapján tehát valószínűsíthető, hogy a gátló jelsorozat, amely a PD-1 receptor PD-L1 kötése folyamán elindul, szerepet játszhat a perzisztencia következtében kialakuló CD8+ T-sejteket jellemző funkcióvesztésben.

A kutatók a fentiek alapján azt a célt tűzték ki maguk elé, hogy megpróbálják bebizonyítani: a PD-L1 gátlása erősíti, esetleg ellensúlyozza a perzisztencia okozta T-sejt "kimerülést", és ebből kifolyólag javítja a vírus jelenlétére adott T-sejt-válasz erősségét. Ezért anti-PD-L1 antitesttel kezelték a krónikus, klón-13 LCMV-vel fertőzött egereket, ami meggátolja a PD-L1-et abban, hogy a receptorához, vagyis a PD-1-hez kötődjön. A kezelés által - egy olyan kontroll-modellel összehasonlítva, ahol az antitest-kezelést elmulasztották - minőségében és mennyiségében egyaránt felerősített CD8+ T-sejtekhez jutottak. Megvizsgálták ugyanis a kezelt egerek szérumát (a vér azon része, ami nem tartalmaz alakos elemeket), lépét és máját, és nem találtak bennük vírust. Ezek az egerek a későbbiekben is egészségesek maradtak, nem mutatták a betegség tüneteit, ellentétben a kontroll-populációval, ahol a fenti szervek - egyfajta menedéket biztosítva az LCMV-nek - gondoskodtak a vírusok további túléléséről és szaporodásáról.

Az előbbiek tehát a krónikus fertőzésre vonatkoznak. Azonban a fenti gátló mechanizmus szerepének feltárása az akut fázis oldaláról sem hanyagolható el. A kutatók így az Armstrong-törzzsel megbetegített populáció tagjait is beoltották anti-PD-L1-el, ami - a várakozásoknak megfelelően - nem volt hatással a vírus-specifikus CD8+ T-sejtek funkcionalitására.