Введение второй дозы вакцины в ту же конечность мышей, куда вводилась первая доза, усилило привлечение В-клеток памяти в герминативные центры местных лимфатических узлов. В самом герминативном центре В-лимфоциты показывали более активную соматическую гипермутацию и высокую авидность В-клеточных рецепторов. При введении второй дозы вакцины в другую конечность все эти процессы протекали со значительно меньшей активностью. Исследование опубликовано в журнале Science Immunology.
Когда в организм попадает чужеродный антиген (из вакцины или напрямую от бактерии или вируса), в герминативных центрах лимфоузлов и селезенки через ряд молекулярных и клеточных механизмов из недифференцированных, наивных, В-лимфоцитов образуются специализированные В-лимфоциты, которые синтезируют антитела к этому антигену. Эти В-лимфоциты формируют длительный защитный иммунитет посредством превращения в В-клетки памяти и плазматические клетки. Последние поддерживают минимальную концентрацию циркулирующих антител, чтобы обеспечить первую линию защиты при повторном заражении (встречей с чужеродным антигеном).
В-клетки памяти, в свою очередь, при повторной встречей с антигеном либо делятся и дифференцируются в короткоживущие плазмобласты и плазматические клетки, либо повторно попадают в герминативные центры, где снова подвергаются антигенной селекции и соматической гипермутации, с целью «обновить» свои рецепторы. Быстрая дифференцировка В-клеток памяти в плазматические клетки способствует быстрому антительному ответу (причем синтезируются высокоаффинные антитела, которые способны прочно связываться с антигеном).
Обновление В-рецепторов в герминативных центрах — основа поддержки длительного адаптивного иммунитета, особенно в отношении вирусов, которые накапливают мутации, повышающие их способность к уклонению от иммунного ответа. Однако недавние исследования показали, что при бустерной вакцинации менее пяти процентов В-клеток памяти попадает в герминативные центры для «обновления», большинство из них дифференцируются в плазматические клетки. Поэтому ученые ищут способ увеличения процента В-клеток памяти, которые бы обновлялись при введении бустерной дозы вакцины, чтобы в дальнейшем они могли дифференцироваться в плазматические клетки и эффективнее синтезировать высокоаффинные антитела.
Масаюки Кураока (Masayuki Kuraoka) с коллегами из Университета Дьюка, кажется, приблизились к разработке этого способа. В качестве вакцины ученые вводили гемагглютинин вируса гриппа H1 SI-06 в подушечку правой лапки генотипически идентичных мышей. В период от одного до трех месяцев они прививали мышей гомологичным гемагглютинином либо так же, в подушечку правой лапки, либо в подушечку левой лапки.
Через восемь дней после второй дозы ученые определили количество гемагглютинин-специфичных иммуноглобулинов G в сыворотках крови. В среднем бустерная доза увеличила концентрацию иммуноглобулина G примерно в 12 раз (р < 0,001). У мышей, которым вторую дозу вводили в ту же конечность, концентрация иммуноглобулина выросла в 14 раз, прививка в другую лапку дала увеличение концентрации в десять раз. Однако эти различия не были статистически значимыми (р > 0,99).
Количество плазматических клеток выросло в 15 раз после введения бустера в ту же лапку (р = 0,001) и в восемь раз при введении в другую лапку (р = 0,038). Впрочем и в этом случае эти различия не были статистически значимыми. Введение бустера в двух вариантах (в ту же и в другую конечности) усиливало вторичные реакции в герминативных центрах: количество В-лимфоцитов в герминативных центрах выросло в 17 раз при введении в ту же конечность (р < 0,001) и в 13 раз при введении в другую конечность (р = 0,011). В целом, эти реакции вызвали изменения сопоставимой величины (р > 0,99).
Однако доля антигенспецифичных иммуноглобулинов G, выработанных В-лимфоцитами после их повторной активации в герминативных центрах, оказалась значительно выше, чем у мышей, которым дозы вакцины вкалывали в разные лапы (р = 0,0011). При этом индекс авидности иммуноглобулинов G был значимо выше у мышей, которым вторую прививку сделали в ту же лапку, что и первую (р = 0,019). Кроме того, герминативные центры лимфоузлов мышей, у которых одна и та же лапка использовалась для инъекции доз вакцин, содержали больше В-лимфоцитов с высокоавидными рецепторами по сравнению с особями, у которых «страдали» обе лапки (р = 0,035).
Кроме того, в В-лимфоцитах мышей с одной целевой конечностью ученые обнаружили более широкий диапазон мутаций в течение соматической гипермутации (р < 0,001). Также ученые проследили, что у таких мышей процент вернувшихся на «обновление» в герминативные центры В-лимфоцитов значительно выше, чем у особей с разными целевыми конечностями (р < 0,001).
Через 8-12 недель после второй прививки, ученые ввели мышам дополнительно гетерологичный гемагглютинин вируса гриппа H3X31. Увеличение абсолютного числа антигенспецифичных иммуноглобулинов G у мышей с одним местом введения оказалось статистически значимым по сравнению с мышами с разными местами введения (р < 0,01), хотя оно и было меньше по сравнению с реакцией на предыдущий антиген гемагглютинин. Более того, введение нового бустера в ту же лапку вызывало значимое увеличение сывороточных иммуноглобулинов G к H1 гемагглютинину (с 1,1 до 2,1 микрограмм на миллилитр, р < 0,05.
Таким образом, это исследование потенциально обосновывает необходимость введения бустерных доз вакцин в ту же конечность, что и первую. Это обоснование строится на полученных данных о том, что при бустере в ту же конечность процент В-клеток памяти, которые возвращаются в герминативные центры местных лимфатических узлов на «обновление» выше, они начинают вырабатывать высокоавидные антитела, а сам процесс «обновления» проходит эффективнее за счет увеличения активности соматической гипермутации.
Поскольку иммунитет до сих пор изучен недостаточно, порой некоторые открытия в области иммунологии кажутся невероятными. Так, недавно мы рассказывали, что переход от собирательства к фермерству успокоил противовирусный иммунитет.
Слава Гоменюк
Победители конкурса микровидеосъемки 2023 Small World in Motion
В конце сентября стали известны победители конкурса 2023 Small World in Motion, который проводит компания Nikon. Конкурс Nikon International Small World проводится с 1975 года, в нем жюри выбирает лучшие научные микрофотографии, сделанные с помощью оптического микроскопа. С 2011 года компания проводит отдельный конкурс Small World in Motion для микроскопических видео. В 2023 году на конкурс микровидеороликов было подано почти 400 заявок на участие из 41 одной страны со всех обитаемых континентов мира. Предлагаем вам познакомиться с работами победителей. Первое место https://www.youtube.com/watch?v=ehbFoALnV4o Alexandre Dumoulin / 2023 Small World in Motion / Nikon Instruments Inc. / YouTube 48-часовой таймлапс растущих нейронов, которые соединяют разные концы центральной нервной системы куриного эмбриона (Александр Дюмулен, Цюрихский университет).Видео с 40-кратным увеличением сделано с помощью конфокального микроскопа. Второе место https://www.youtube.com/watch?v=LH2LPBzQTSE Fabian J. Weston / 2023 Small World in Motion / Nikon Instruments Inc. / YouTube Движение крови по микрососудам в хвостовом плавнике небольшой рыбы (Фабиан Уэстон, проект Университета Нового Южного Уэльса Protist Lab Films).Изображение получено с помощью дифференциальной интерференционно-контрастной видеомикроскопии с 10-кратным увеличением. Третье место https://www.youtube.com/watch?v=6oeQ0iu78DE Nell Saunders / 2023 Small World in Motion / Nikon Instruments Inc. / YouTube Слияние и последующая гибель человеческих клеток, зараженных коронавирусом SARS-CoV-2 (Нелл Сондерс, Пастеровский институт).Для получения изображения автор использовала лазерную голотомографию с 60-кратным увеличением. Четвертое место https://www.youtube.com/watch?v=yR4vqmjlGFI Benedikt Pleyer / 2023 Small World in Motion / Nikon Instruments Inc. / YouTube Пять микроскопических существ в капле воды из пруда (Бенедикт Плайер).В порядке появления на видео это [note=3206|гидра], [note=3207|вольвокс], [note=3208|дафния], [note=3209|спиростомум], [note=3210|синура] и снова [note=3206|гидра].Съемка поводилась методом темнопольной микроскопии с увеличением в 2,5–3,5 раза. Пятое место https://www.youtube.com/watch?v=SNxvl7JIUrw Michael Weber / 2023 Small World in Motion / Nikon Instruments Inc. / YouTube Сердцебиение рыбки данио-рерио возрастом пять дней (Михаэль Вебер, Гёттингенский университет имени Георга Августа).Для съемки использована флуоресцентная микроскопия плоскостного освещения с 20-кратным увеличением. Специальное упоминание жюри Еще 25 участников удостоились почетных призов. Мы отобрали самые красивые из этих работ. Кристаллизация ацетата холестерина из расплава https://www.youtube.com/watch?v=AMKNSyL6nS8&pp=ygUdU2ViYXN0aWFuIFNwYXJlbmdhIHNtYWxsd29ybGQ%3D Sebastian Sparenga / 2023 Small World in Motion / Nikon Instruments Inc. / YouTube Съемка в поляризованном свете с пятикратным увеличением. Плотная культура спиростомума https://www.youtube.com/watch?v=EGUAbjWZeu8&pp=ygVBMjAyMyBTbWFsbCBXb3JsZCBpbiBNb3Rpb24gQ29tcGV0aXRpb24gTGluZGEgVmVyb25pcXVlIEthemFuZGppYW4%3D Linda Veronique Kazandjian / 2023 Small World in Motion / Nikon Instruments Inc. / YouTube Видео снято в поляризованном свете с увеличением в 10 и 20 раз. Кровеносные сосуды мышиного глаза https://www.youtube.com/watch?v=0oh-vEssojU&pp=ygU9MjAyMyBTbWFsbCBXb3JsZCBpbiBNb3Rpb24gQ29tcGV0aXRpb24gRHIuIENoaWgtV2VpIExvZ2FuIEhzdQ%3D%3D Dr. Chih-Wei Logan Hsu / 2023 Small World in Motion / Nikon Instruments Inc. / YouTube Изображение получено с помощью микроскопии плоскостного освещения с пятикратным увеличением. Желатинизация картофельного крахмала https://www.youtube.com/watch?v=sqmA40aGsxE&pp=ygUyMjAyMyBTbWFsbCBXb3JsZCBpbiBNb3Rpb24gQ29tcGV0aXRpb24gVGF5bG9yIEJlbGw%3D Taylor Bell / 2023 Small World in Motion / Nikon Instruments Inc. / YouTube Съемка с помощью интерференционно-контрастного микроскопа с 25-кратным увеличением. Эндоплазматический ретикулум в клетках животных https://www.youtube.com/watch?v=LUixfZ8mPLM&pp=ygU3MjAyMyBTbWFsbCBXb3JsZCBpbiBNb3Rpb24gQ29tcGV0aXRpb24gRHIuIEFuZHJldyBNb29yZQ%3D%3D Dr. Andrew Moore / 2023 Small World in Motion / Nikon Instruments Inc. / YouTube Изображение получено с помощью конфокального микроскопа с 63-кратным увеличением. На остальные работы можно посмотреть на сайте конкурса.