Противовирусная роль NK-клеток при инфекциях CMV и SARS-CoV-2 и подходы к использованию противовирусного потенциала NK-клеток в терапии
Пандемия коронавируса SARS-CoV-2, вызывающего COVID-19, очередной раз обратила внимание человечества на то, насколько угрожающими могут быть вирусные инфекции. Одной из загадок нового коронавируса, наряду с широким спектром вариантов протекания инфекции, остается неопределенность срока, в течение которого человек остается инфицированным. Длительное выделение SARS-CoV-2 было недавно показано для людей с нарушениями в функционировании иммунной системы, в том числе, при онкологических заболеваниях. Многие распространенные человеческие вирусы обладают механизмами, позволяющими им персистировать продолжительное время в организме при значительном контроле со стороны иммунной системы. Примером такой инфекции является цитомегаловирус (HCMV), заражение которым достигает в человеческой популяции достигает 50-100% в зависимости от страны. В условиях иммуносупрессии HCMV становится фактором, угрожающим здоровью и жизни человека. В борьбе иммунной системы с различными вирусными инфекциями немаловажную роль играют NK-клетки – натуральные, или естественные киллеры. Эта роль связана как с неспецифическими реакциями, включающими натуральную цитотоксичность, запускаемую набором активирующих рецепторов NK-клеток, антителозависимую клеточно-опосредованную цитотоксичность (ADCC) и продукцию провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, так и со специфической активацией, связанной с формированием так называемых адаптивных NK-клеток, обладающих свойствами иммунологической памяти. NK-клетки по-разному борются с различными вирусами, при этом размножаются разные субпопуляции NK-клеток. Однако, до сих пор остаются мало охарактеризованными сходство и различия NK-клеточного ответа и лежащие в его основе молекулярные механизмы и мультимодальность при различных вирусных инфекциях. Применение препаратов на основе NK-клеток рассматривается в настоящее время как перспективная стратегия в противовирусной терапии. Многофункциональность NK-клеток, а также относительная безопасность аллогенных NK-клеток может давать преимущество их использования, по сравнению с Т-клетками, для лечения пациентов с иммуносупрессией, в том числе с онкологическими заболеваниями, при которых NK-клетки могут оказывать и противоопухолевое действие. В данном проекте планируется сравнительный анализ противовирусных механизмов NK-клеток при инфекциях CMV и SARS-CoV-2 и разработка подходов к иммунотерапии вирусинфицированных пациентов с иммуносупрессией, основанных на применении специализированных субпопуляций адаптивных NK-клеток и генномодифицированных NK-клеток, нарощенных in vitro. Будет проведено изучение гетерогенности классических адаптивных NK-клеток c фенотипом CD57+NKG2C+, накапливающихся при инфекции HCMV, с целью поиска клеточной субпопуляции, обладающей одним из основных свойств иммунологической памяти - способности к экспансии при повторной стимуляции. Реализация этой задачи будет выполняться путем выделения определенной редко представленной в данном клеточном пуле фракции с последующим сравнительным анализом ее транкриптома с помощью РНК-секвенирования. Будет также индуцироваться клональный ответ данных NK-клеток с использованием полученных нами ранее фидерных клеток, экспрессирующих HLA-E, с добавлением пептида из белка UL40 цитомегаловируса. Выделение фракции пролиферирующих HCMV-ассоциированных адаптивных NK-клеток, идентификация субпопуляционных вариантов адаптивных NK-клеток и их функциональных характеристик при персистенции HCMV, а также отработка методов их наращивания, может стать основой для разработки подходов к противовирусной иммунотерапии с использованием этих клеток. Такой терапевтический подход позволит создать более «активные» в отношении HCMV NK-клетки для борьбы с диссеменированием HCMV на фоне иммуносупрессии. Будет проведен анализ ответа NK-клеток на коронавирус SARS-CoV-2 и поиск специализированных для этой инфекции NK-клеток со свойствами иммунологической памяти. В частности, в ряде моделей будет проанализирована функциональная активность и пролиферация NK-клеток в ответ на стимуляцию разрушенным и/или живым коронавирусом, наборами пептидов, полученных из белков SARS-CoV-2 или клетками, экспрессирующими Spike-белок. Будет проведен анализ ответа классических адаптивных NK-клеток CD57+NKG2C+, ассоциированных с HCMV, на коронавирус SARS-CoV-2. В ходе выполнения проекта будут разрабатываться методы наращивания субпопуляций NK-клеток, обладающих признаками иммунологической памяти. На основе NK-клеток из пуповинной крови с помощью ретровирусной трансдукции будут получены генномодифицированные NK-клетки, оверэкспрессирующие DAP12, адаптерный белок, необходимый для проведения сигнала ряда активирующих рецепторов NK-клеток, чья экспрессия характерна для HCMV-ассоциированных адаптивных NK-клеток, в том числе NKG2C.
6 Января 2022 года 31 Декабря 2024 года
Список публикаций по проекту
- (2023). Coordinated Loss and Acquisition of NK Cell Surface Markers Accompanied by Generalized Cytokine Dysregulation in COVID-19. Int J Mol Sci 24 (3), 1996
- (2023). Alterations in the CD56− and CD56+ T Cell Subsets during COVID-19. Int J Mol Sci 24 (10), 9047
- (2023). Phenotypic Changes in T and NK Cells Induced by Sputnik V Vaccination. Vaccines (Basel) 11 (6),
- (2023). NK CELL EXPANSION IN VITRO IS FOLLOWED BY LOSS OF INHIBITORY KIR EXPRESSION. Medical Immunology (Russia) 25 (3), 441–446
- (2023). UMBILICAL CORD BLOOD AS A PROMISING SOURCE OF NK CELLS FOR IMMUNOTHERAPY. Medical Immunology (Russia) 25 (5), 1259–1264
- (конференция) (2022). The impact of SARS-CoV-2 peptides on activation of NK cells. MAJ 22 (2), 261–268
- (2024). Obtaining Gene-Modified HLA-E-Expressing Feeder Cells for Stimulation of Natural Killer Cells. Pharmaceutics 16 (1), 133
- (2024). HLA-DR Expression in Natural Killer Cells Marks Distinct Functional States, Depending on Cell Differentiation Stage. Int J Mol Sci 25 (9), 4609
- (2024). Methodological Approaches for Increasing the Retroviral Transduction Efficiency of Primary NK Cells. Curr Pharm Des 30 (37), 2947–2958
- (2024). Increased proliferative response of highly differentiated CD57+NKG2C+NK cells expressing NKG2A. Medical Immunology (Russia) 26 (5), 891–896
- (2024). The Antigen-Specific Response of NK Cells to SARS-CoV-2 Correlates With KIR2DS4 Expression. J Med Virol 96 (11), e70057