Как самый большой орган человеческого тела, кожа отвечает за защиту от широкого спектра возможных инфекций на всех мясистых поверхностях, с головы до ног. Итак, как именно кожа организует свою защиту от такого множества угроз?
Новое исследование Йельского университета показывает, что эпидермис, самый внешний слой кожи, состоит из армии иммунных клеток, которые через равные промежутки времени размещаются на обширном пространстве кожи, чтобы противостоять инфекции. При необходимости, как выяснили исследователи, эти солдаты иммунной системы могут перемещаться для защиты уязвимых участков .
Исследование, опубликованное в журнале Nature Cell Biology , было проведено лабораторией Валентины Греко, профессора генетики Кэролайн Уолч Слейман из Йельской школы медицины.
«Это система наблюдения с двумя отдельными ролями», — сказала Кэтрин Матте-Мартоне, менеджер лаборатории Greco и соавтор исследования. «Кожа контролирует часовых, регулируя их численность в зависимости от собственной плотности, а они, в свою очередь, обеспечивают динамическое покрытие для предотвращения трещин в защитных механизмах кожи».
Эпидермис содержит два основных типа клеток иммунной системы: клетки Лангерганса (LC) и дендритные эпидермальные Т-клетки (DETC). В ходе исследования группа исследователей во главе с Матте-Мартоне и Сангбамом Парком, исследователем из Университета штата Мичиган (MSU), сделала снимки этих клеток иммунной системы, взаимодействующих с эпителиальными клетками , плотно упакованными клетками кожи, которые составляют большую часть эпидермиса.
Они обнаружили, что клетки иммунной системы распределены определенным образом, сохраняя минимальное расстояние между отдельными клетками. По словам исследователей, эти иммунные клетки обладают способностью избегать друг друга, предотвращая скопление в любых местах и поддерживая постоянное распределение.
Это явление похоже на свойство, наблюдаемое в нейронах, при котором ученые наблюдали тенденцию нейронов одной ветви избегать друг друга.
«Наше исследование предполагает, что LC и DETC обладают механизмом« самоустраивания », похожим на нейронные клетки, — сказал Парк, доцент МГУ и бывший научный сотрудник лаборатории Греко в Йельском университете.
Когда команда удалила некоторые иммунные клетки в одной области, они заметили, что оставшиеся клетки могут перемещаться по ткани кожи, чтобы защитить пробелы в покрытии. Они также обнаружили, что могут нарушить нормальное распределение этих клеток, нокаутируя ген, известный как Rac1 (связанный с Ras субстрат ботулинического токсина C3 1), который регулирует проекции на иммунные клетки, называемые дендритами. По их предположению, этот процесс помогает поддерживать дистанцию между иммунными клетками .
Полученные данные показывают, как специализированные типы клеток могут сотрудничать, чтобы выполнять большую роль в организме.
«Интересно наблюдать, как эти разные типы клеток сосуществуют и взаимодействуют вместе в контексте развития, а не в иммунологическом контексте», — сказал Мартоне.