Ученые впервые показали в 3D, как Т-киллеры уничтожают рак

Цитотоксическая Т-клетка, полученная с помощью крио-экспансионной микроскопии (cryo-ExM). Красочные точки в центре — цитотоксические гранулы, используемые для уничтожения инфицированных или раковых клеток. Credit: F. Lemaitre @ UNIGE

Исследователи из Женевского университета (UNIGE) и Лозаннского университетского госпиталя (CHUV) впервые визуализировали в трехмерном виде, как Т-лимфоциты-киллеры уничтожают раковые клетки. Работа опубликована в журнале Cell Reports.

Цитотоксические Т-лимфоциты действуют как специализированные «киллеры» иммунной системы, находя и уничтожая инфицированные или раковые клетки. Их эффективность зависит от плотного контакта — «иммунного синапса», через который они высвобождают токсичные молекулы, уничтожающие цель, не повреждая здоровые клетки. До сих пор ученым было сложно наблюдать тонкую структуру этого процесса в деталях.

Чтобы преодолеть эти трудности, команда применила передовой метод крио-экспансионной микроскопии (cryo-ExM). «Эта техника включает мгновенное замораживание клеток на высокой скорости, помещая их в так называемое стекловидное состояние, где вода затвердевает без образования кристаллов, сохраняя биологические структуры. Затем образцы физически расширяются с помощью абсорбирующего гидрогеля, что позволяет наблюдать их внутреннюю организацию с высокой точностью, сохраняя их естественную архитектуру», — объясняет Виржини Амель, старший преподаватель кафедры молекулярной и клеточной биологии UNIGE.

Используя этот подход, ученые обнаружили новые структурные особенности в точке контакта иммунной клетки с мишенью. «Наша работа показывает, что в месте контакта между иммунной клеткой и ее мишенью мембрана образует своего рода купол, структура которого, по-видимому, связана с адгезионными взаимодействиями и внутренней организацией клетки», — отмечает Флоран Леметр, постдокторант кафедры молекулярной и клеточной биологии UNIGE и первый автор исследования. Команда также с беспрецедентной четкостью изучила цитотоксические гранулы, ответственные за уничтожение клеток-мишеней. Выяснилось, что эти гранулы могут различаться по структуре, иногда содержа одно или несколько «ядер», в которых концентрируются активные молекулы.

Исследователи расширили метод за пределы изолированных клеток и применили его непосредственно к образцам человеческих опухолей. «Мы применили этот подход к тканям человеческих опухолей, что позволило напрямую наблюдать Т-лимфоциты, инфильтрирующие опухоли, и их цитотоксический механизм в нанометровом масштабе. Это позволяет изучать иммунные ответы непосредственно в их клиническом контексте и лучше понимать механизмы, определяющие их эффективность», — объясняет Бенита Вольф, главный ординатор и научный сотрудник отделения клинической онкологии CHUV, которая руководила исследованием.

Предоставив трехмерное и близкое к естественному изображение работы иммунных клеток, исследование предлагает ценную основу для изучения иммунных ответов в реальных условиях. Эти данные могут помочь усовершенствовать методы лечения, особенно в иммуноонкологии, улучшив понимание того, что способствует успешным иммунным атакам на рак и что их ограничивает.

Источники:

Материалы предоставлены Université de Genève.

Florent Lemaitre, Olivier Mercey, Isabelle Mean, Elise Paulin, Valérie Dutoit, Jan A. Rath, Christine von Gunten, Denis Migliorini, Caroline Arber, Paul Guichard, Virginie Hamel, Benita Wolf. Unveiling the molecular architecture of T cells and immune synapses with cryo-expansion microscopy. Cell Reports, 2026; 45 (4): 117165 DOI: 10.1016/j.celrep.2026.117165