細胞毒性 T 淋巴細胞充當免疫系統的專門「殺傷」細胞。以驚人的精確度找到並消滅受感染的細胞或癌細胞。它們的有效性取決於嚴格控制的接觸點，它們形成“免疫突觸”，在其中釋放有毒分子，破壞目標，同時使周圍的健康細胞不受傷害。直到最近，科學家們還煞費苦心地觀察了這個過程的微小結構。現在，來自日內瓦大學 (UNIGE) 和洛桑大學醫院 (CHUV) 的研究人員已成功地在接近自然條件下在三個維度上可視化這些機制。他們的研究結果發表在 細胞報告這為細胞毒性 T 細胞的內部組織如何支持其功能提供了新的線索。並可能進行免疫腫瘤學領域的研究。
當身體遭遇感染或癌症時，細胞毒性 T 淋巴細胞會緊密附著在其標靶上並形成免疫突觸。透過這個特殊的介面，它們釋放毒素，引發有害的細胞破壞。這種有針對性的方法使免疫系統能夠有效消除威脅。同時，它減少了對附近組織的附帶損害。
儘管科學家早已了解這一過程的基礎知識，但研究完整人體細胞內部奈米級的詳細結構仍然具有挑戰性。主要問題來自於樣品製備方法。這是因為傳統方法可能會扭曲脆弱的細胞成分。現有的成像技術常常迫使研究人員在高解析度和寬視角之間做出選擇，還是保持細胞的自然結構
顯微鏡冷凍膨脹揭示隱藏的細節
為了克服這些挑戰，UNIGE 和 CHUV-UNIL 團隊在 ISREC 基金會 TANDEM 專案的支持下，使用了一種稱為冷凍延伸顯微鏡 (cryo-ExM) 的先進方法。 UNIGE理學院分子與細胞生物學系高級講師維吉妮·哈梅爾（Virginie Hamel）解釋說：「這項技術涉及以非常高的速度立即冷凍細胞。將細胞置於一種稱為玻璃體的狀態。在這種狀態下，水凍結而不形成晶體，有助於忠實地維持生物結構。然後使用吸收性水凝膠對樣品進行物理結構擴展。
當使用這種方法時，研究人員發現了新的結構特徵。 UNIGE理學院分子和細胞生物學系博士後研究員、該研究的第一作者 Florent Lemaître 表示：「我們的研究表明，在免疫細胞與其目標接觸點處，膜形成一個圓頂。其結構似乎與黏附反應和細胞的內部組織有關。」研究小組還以前所未有的清晰度檢查了負責殺死靶細胞的細胞毒性顆粒。他們發現這些顆粒可能有不同的結構。有時可能存在一個或多個“核心”，活性分子集中在其中。
從實驗室細胞到真實腫瘤
研究人員將他們的方法擴展到分離細胞之外。並直接應用於人類腫瘤樣本。 「我們將這種方法擴展到人類腫瘤組織。這使得在奈米尺度上直接觀察腫瘤浸潤性 T 淋巴細胞及其細胞毒性機製成為可能。這使我們能夠直接研究臨床背景下的免疫反應，並更好地了解決定其有效性的機制，」該研究的共同領導者、CHUV 臨床腫瘤學系首席住院醫師兼副研究員 Benita Wolf 解釋道。
透過提供這些免疫細胞如何運作的三維、近乎自然的視野。這項工作為研究現實條件下的免疫反應提供了一個有價值的框架。這些見解有助於改善治療。在免疫學領域尤其如此。透過提高我們對成功免疫攻擊癌症的因素的理解。治療的限制是什麼？
