Microscopia prin expansiune cryo dezvăluie structura tridimensională a celulelor T citotoxice
Celulele T citotoxice reprezintă „ucigașii” specializați ai organismului, având rolul de a elimina cu precizie celulele infectate sau canceroase.
Acțiunea lor se desfășoară într-o zonă de schimb specifică, denumită „sinapsă imună”, unde eliberează molecule active pentru a distruge celula țintă, fără a afecta celulele sănătoase din jur. Până acum, fină organizare a acestor structuri a fost greu de observat.
Un studiu realizat de Universitatea din Geneva (UNIGE) și Spitalul Universitar din Lausanne (CHUV) a reușit să vizualizeze aceste mecanisme în trei dimensiuni, într-o stare aproape nativă. Publicat în revista Cell Reports, studiul evidențiază modul în care organizarea moleculară a celulelor T citotoxice susține funcția acestora, deschizând noi perspective în imunooncologie.
În cazul unei infecții sau al cancerului, celulele T citotoxice se atașează de țintă și stabilesc o zonă de schimb numită sinapsă imună, eliberând apoi molecule toxice care determină moartea celulei vizate. Acest mecanism permite o distrugere precisă și controlată, esențială pentru protejarea organismului, evitând în același timp daunele celulelor sănătoase din apropiere.
Deși acest proces a fost studiat pe larg, organizarea sa la scară nanometrică în celule umane intacte a rămas dificil de accesat. Unul dintre principalele obstacole constă în metodele de preparare a probelor, care pot altera structurile celulare fragile. Tehnicile de imagistică existente implică adesea compromisuri între rezoluție, volumul observabil și păstrarea structurilor.
Pentru a depăși aceste limitări, studiul realizat de UNIGE și CHUV-UNIL, sprijinit de programul ISREC Foundation TANDEM, a utilizat microscopie prin expansiune cryo (cryo-ExM). „Această tehnică constă în înghețarea instantanee a celulelor la o viteză foarte mare, plasându-le într-o stare vitreous, unde apa se solidifică fără a forma cristale, păstrând astfel structurile biologice în mod fidel. Probele sunt apoi expandate fizic folosind un hidrogel absorbant, ceea ce permite observarea organizării interne cu o precizie mare, menținându-le arhitectura aproape nativă”, explică Virginie Hamel.
„Lucrarea noastră relevă că, la punctul de contact între celula imună și țintă, membrana formează un fel de dome, a cărei structură pare să fie legată de interacțiunile de adeziune și de organizarea internă a celulei”, afirmă Florent Lemaître.
Echipa de cercetare a vizualizat de asemenea granulele citotoxice, responsabile de distrugerea celulelor țintă, cu un nivel de detaliu fără precedent. Studiul arată că aceste structuri pot varia în organizare, având unul sau mai multe „nuclee” care concentrează moleculele active necesare distrugerii celulei țintă.
„Am extins această abordare la țesuturile tumorale umane, ceea ce a permis observarea directă a limfocitelor T infiltrând tumorile și a mecanismului lor citotoxic la scară nanometrică. Acest lucru ne permite să studiem răspunsurile imune direct în contextul clinic și să înțelegem mai bine mecanismele care determină eficiența acestora”, explică Benita Wolf.
Prin furnizarea unei viziuni tridimensionale și aproape nativă a acestor procese, această lucrare stabilește un cadru de referință pentru analiza funcționării celulelor imune. Aceasta ar putea ajuta la îmbunătățirea strategiilor terapeutice, în special în imunooncologie, prin facilitarea unei înțelegeri mai bune a mecanismelor care determină eficiența – sau limitările – răspunsului imun.
