Come parte delle nostre difese immunitarie, le cellule T citotossiche, o cellule T killer, cercano e distruggono le cellule infette o cancerose. Questo processo è essenziale per la difesa dell'organismo contro le malattie.

Queste cellule immunitarie specializzate sono armate con granuli litici contenenti due componenti chiave per l'attacco immunitario:perforina (proteine ​​che perforano le cellule bersaglio) e granzimi (che ottengono l'accesso attraverso questi fori e alla fine uccidono le cellule che causano malattie).

I linfociti T si accoccolano alle cellule malate mirate e formano un'intima giunzione tra i due, chiamata "sinapsi immunologica citotossica".

Un gruppo di ricerca presso l'EMBL Australia Node in Single Molecule Science dell'UNSW Sydney presso la School of Biomedical Sciences ha scoperto che le forze meccaniche generate dai linfociti T influenzano l'efficacia con cui la perforina può perforare le membrane delle cellule tumorali. In un articolo pubblicato oggi su Developmental Cell , descrivono le interazioni cellulari e l'integrazione delle forze sia nella parte anteriore che in quella posteriore della cellula.

I ricercatori hanno rilevato le forze fisiche all'interno delle cellule T che spingono i granuli litici verso la sinapsi immunologica dove vengono rilasciati i loro carichi utili. Queste forze consentono inoltre ai linfociti T di aggrapparsi alle regioni della membrana cellulare cancerosa in cui le membrane delle cellule immunitarie e bersaglio vengono tirate e manipolate.

"È stato molto emozionante scoprire che, oltre alla sua tensione meccanica e configurazione biochimica, la forma della membrana cellulare bersaglio svolge un ruolo importante nell'uccisione delle cellule tumorali mediata dai linfociti T", ha affermato il dott. Daryan Kempe dell'UNSW Medicine &Health che co-ha condotto la ricerca.

Allungando e piegando le membrane delle cellule tumorali in una certa direzione, le cellule T hanno facilitato il passaggio della perforina, ma solo se le membrane erano piegate nella giusta direzione.

Propensione verso le membrane cellulari curve verso l'esterno

Utilizzando linee cellulari di melanoma umano, i ricercatori hanno dimostrato che la perforina perforava preferenzialmente le membrane cellulari tumorali curve verso l'esterno, piuttosto che quelle curve verso l'interno. Gli autori ritengono che questo pregiudizio assicuri che il carico utile dell'assassino venga consegnato al destinatario previsto e potrebbe anche essere un altro livello di protezione per i linfociti T dal loro stesso assalto.

"Quando i granuli arrivano, il loro contenuto verrà svuotato in questa regione della membrana che è molto altamente curva. Che ci fosse una distorsione tra le membrane curve positivamente e negativamente era completamente inaspettato", ha affermato Maté Biro, Group Leader di EMBL Australia, Professore Associato presso UNSW Medicine &Health, autore senior e team leader.

Misurare le proprietà meccaniche delle cellule

Biro ha affermato che la maggior parte degli esperimenti si basava su delicati test biofisici con linee cellulari tumorali e cellule T isolate da donatori di sangue e topi sani. Hanno utilizzato pompe microfluidiche ad alta precisione, micromanipolatori controllati da computer e micropipette in cui la pressione poteva essere controllata in modo indipendente.

"Questa tecnica ci consente davvero di separare l'intero processo integrato perché è un metodo così controllato. Una micropipetta preleva una cellula T e un'altra preleva una cellula tumorale e le mettiamo in contatto al microscopio".

"Immaginiamo l'intero processo citotossico. Allo stesso tempo, poiché controlliamo e conosciamo l'esatta pressione all'interno di ciascuna delle micropipette, possiamo anche misurare le proprietà meccaniche delle cellule mentre interagiscono e si impegnano nel processo", ha affermato Biro .

Questo studio si aggiunge alla comprensione dei meccanismi fondamentali coinvolti nel modo in cui le cellule T distruggono le cellule che causano malattie o compromesse nei nostri corpi. Sapere che le forze meccaniche sono anche in gioco quando i formatori di pori, come la perforina, perforano le cellule bersaglio potrebbe anche aiutare i ricercatori a studiare come queste proteine ​​​​funzionano a livello molecolare. + Esplora ulteriormente

Il sistema immunitario utilizza la proteina che forma i pori per uccidere le cellule indesiderate