Trạng thái hoạt động tín hiệu của tế bào T khi thay đổi hình dạng

Các tế bào T là các tế bào miễn dịch nhỏ, có dạng hình cầu với chức năng nhất định thường di chuyển trong hệ tuần hoàn. Liệu đây có phải là nhận định đúng? Có thể không phải vậy. Theo tiến sĩ Berend Snijder và cộng sự tại Viện Sinh học Hệ thống Phân tử ở Zurich, Thụy Sĩ, đang tiến hành các nghiên cứu để trả lời cho câu hỏi này.

Sử dụng các mô hình học máy để phân tích hình ảnh của các tế bào T, các tế bào thay đổi hình dạng từ hình cầu sang hình chai phân cực khi được kích hoạt, từ đó các nhà nghiên cứu có thể phân loại các tế bào T thành các nhóm khác nhau dựa trên mức độ kích hoạt. "Các tế bào T với sự xâm lấn nhân sẽ được kích hoạt nhanh chóng: đa số các tế bào này sẽ chuyển đổi thành các tế bào T hiệu lực (effector cell) có dạng hình chai trong vòng 24 giờ," – theo tác giả chính của nhóm nghiên cứu Ben Hale cho biết. Snijder, Hale và các cộng sự đã công bố công trình của họ, có tựa đề “Cấu trúc tế bào quyết định đáp ứng của tế bào T non" được đăng trên số mới nhất của tạp chí Science.

Các tế bào T của hệ miễn dịch bao gồm nhiều loại phụ khác nhau với nguồn gốc và chức năng đa dạng. Mặc dù về cấu trúc bên ngoài, các tế bào T thường thể hiện hai hình dạng tế bào riêng biệt - các tế bào nhỏ hình cầu phổ biến và hình dạng chai khi tế bào T được hoạt hóa miễn dịch. Mặc dù các tế bào T hình cầu có vẻ bên ngoài giống nhau, nhưng cấu trúc bên trong có thể cho thấy sự khác biệt cơ bản trong chức năng của nhóm tế bào T này.

Trong nhiều thập kỷ, các nhà nghiên cứu đã hiểu rằng các tế bào T hình cầu với sự xâm lấn của nhân có khả năng được kích hoạt nhanh chóng trở thành các tế bào T hiệu lực khi tiếp xúc với mầm bệnh, trong khi đó, những tế bào T có nhân hình cầu có xu hướng được kích hoạt chậm hơn và trở thành các tế bào T ghi nhớ để cung cấp khả năng miễn dịch lâu dài. “Cho đến bây giờ, chúng tôi không chắc chắn những đặc điểm nào quyết định liệu một tế bào T sẽ trở thành tế bào T hiệu lực hay tế bào T ghi nhớ” TS. Hale nhận định.

Nhóm nghiên cứu ở Thụy Sĩ đã phát triển một nền tảng tự động, hoạt động dựa trên các nguyên tắc học máy để phân tích hàng ngàn hình ảnh kính hiển vi của tế bào T thu được từ các mẫu máu của 24 tình nguyện viên khỏe mạnh tại Zurich.

Kết quả phân tích cho thấy, có thể phân loại các tế bào T thành ba nhóm, đã gây ngạc nhiên cho các nhà nghiên cứu. "Chúng tôi đã thấy một số tế bào T có dạng hình chai khi được kích hoạt". "Nhưng chúng tôi không ngờ rằng nền tảng này chia các tế bào hình cầu thành hai nhóm khác nhau", TS. Snijder cho biết.

Các phân tích tiếp theo dực trên quan sát tế bào theo thời gian đã chỉ ra rằng các tế bào T với sự xâm lấn nhân có chức năng khác biệt so với các tế bào T có nhân hình cầu. Các tế bào T này tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh mẽ hơn khi được kích hoạt và chúng phân chia nhanh hơn nhiều so với các tế bào không có sự xâm lấn của nhân, TS. Snijder nói.  Nhóm nghiên cứu cũng đã làm rõ cơ chế mà các tế bào T này được kích hoạt nhanh hơn. Theo đó, cấu trúc tế bào đặc biệt của các tế bào T này cho phép gia tăng dòng ion canxi vào tế bào.

TS. Snijder và các cộng sự nhắm tới nghiên cứu sâu hơn về sự cân bằng của các loại tế bào T trong máu. Cơ thể thường duy trì tỷ lệ ổn định khoảng 60% tế bào T gây độc tế bào với sự xâm lấn của nhân, 35% tế bào T với nhân hình cầu và 5% tế bào T hình chai.

Các nghiên cứu sâu hơn về hoạt động của tế bào T không chỉ cải thiện hiểu biết cơ bản của chúng ta về hệ miễn dịch mà còn mang lại hy vọng cho việc phát triển các phương pháp điều trị hiệu quả hơn cho nhiều loại bệnh, bao gồm cả ung thư.

Nguồn: https://www.genengnews.com/topics/cancer/shape-shifting-t-cells-signal-activity-state/