Вакцины творят свое волшебство, эффективно создавая иммунные клетки, которые живут долго, часто более десятилетий. Эти иммунные клетки создают как защитный барьер, который может предотвратить или свести к минимуму повторное заражение, так и память, которая позволяет нам распознать старого захватчика, такого как вирус, и убить его до того, как он вызовет заболевание. Антитела в нашей крови, которые являются барьером, вырабатываются "долгоживущими плазматическими клетками", и хотя важность этих клеток всегда была известна, как и когда они образуются после вакцинации, до сих пор оставалось загадкой.

Исследовательская группа, возглавляемая доктором Маркусом Робинсоном и профессором Дэвидом Тарлинтоном из Лаборатории иммунной памяти Университета Монаш, в режиме реального времени показала, как клетки иммунной памяти сохраняются в костном мозге со скоростью около одной клетки в час в течение нескольких недель после иммунизации. Их работа была опубликована в журнале Science Immunology.

Исследователи использовали генетическую систему у мышей, чтобы составить карту постепенного накопления этих клеток. Эта система, называемая отметкой времени, позволяет исследователям неизгладимо пометить все плазматические клетки, присутствующие в данный момент времени после вакцинации, а затем вернуться позже и идентифицировать те, которые выжили и, следовательно, являются долгоживущими. Делая это регулярно после вакцинации, исследователи раскрыли историю накопления этих долгоживущих клеток, точно определив, когда они были сделаны и куда делись.

После вакцинации мы остаемся в значительной степени невосприимчивыми к этому заболеванию, потому что наш организм обеспечивает постоянный запас антител против привитого заболевания — по сути, обеспечивая нас этими антителами. Мы определили участки в организме, где образовались эти долгоживущие плазматические клетки (включая лимфатические узлы, миндалины и кишечник). Но как некоторые вакцины заставляют эти клетки сохраняться десятилетиями по сравнению с теми, которые исчезают через несколько месяцев, неизвестно. Учитывая глобальный интерес к долгосрочному иммунитету, обеспечиваемому вакцинами против COVID, понимание этого процесса становится все более актуальным.

Используя модель мыши, исследователи экспрессировали флуоресцентный белок (называемый белком tdTomato) только в клетках, специфически продуцирующих антитела против конкретной вакцины. Поскольку эти клетки флуоресцировали, можно было отслеживать отдельные клетки по мере их производства и где они хранились.

Исследователи также использовали ряд инструментов для идентификации только тех плазматических клеток, которые были сгенерированы вакциной. Все плазматические клетки в мышиной модели экспрессировали белок tdTomato, и среди них они идентифицировали те, которые распознали вакцину. Наконец, используя временную метку, они знали, когда были созданы эти ячейки и, следовательно, сколько им было лет.

По словам профессора Тарлинтона, изучение этих отдельных клеток по мере их рождения, созревания и хранения, чтобы защитить нас от повторного вторжения определенного вируса или бактерий, "может помочь нам понять, как происходит рекрутирование долгоживущих плазматических клеток".

Сложность исследования позволила исследователям определить другие аспекты формирования специфического иммунитета:

    Как эти плазматические клетки попадают в костный мозг
    Должны ли эти плазматические клетки вытеснять другие клетки, когда они накапливаются в таких областях, как костный мозг
    Или если эти клетки "находят" нишу, освободившуюся из-за того, что предыдущие плазматические клетки либо умирали, либо перемещались в другое место

Картирование этих клеток показало, что одна конкретная вакцинация мыши привела к образованию около 40 000 персистирующих плазматических клеток в костном мозге. Эти клетки, после первоначального расцвета, затем уменьшались со скоростью около 0,1% в день с периодом полураспада около 700 дней, обеспечивая как оценку продолжительности защиты, так и выявление для дальнейшего изучения самих долгоживущих клеток.

По словам профессора Тарлинтона, понимание того, как эти долгоживущие плазматические клетки генерируются, живут и умирают, "будет способствовать нашей способности модулировать их рекрутирование с помощью различных комбинаций вакцин или стратегий доставки, что в конечном итоге позволит нам увеличить продолжительность иммунитета", - сказал он.

"На самом деле, недавно в Nature была опубликована захватывающая работа, в которой описывается, как изменение механизма вакцинации может существенно повлиять на характер иммунного ответа, и мы могли бы предсказать выработку этих особых клеток, которые были в центре внимания нашей работы".