Почему может казаться, что иммунная защита формируется слишком поздно?

Согласно гипотезе, у части пожилых людей с нарушениями иммунного ответа результативная первичная активация требует получения целых митохондрий из стромальных клеток после распознавания антигена. Образование собственных митохондрий не позволяет завершить необходимую перестройку обмена веществ к предельному сроку формирования защиты. Одновременная стимуляция нарушает длительные контакты между стромальными клетками и лимфоцитами, необходимые для переноса этих органелл. Это избирательно задерживает ответ клеток, которые в остальном сохраняют способность реагировать, хотя антигенпрезентирующие клетки (APC) располагают резервом пропускной способности. Предполагаемый дефект состоит в нарушении обязательного переноса органелл; гипотеза не связывает его с недостаточным представлением антигена, истощением питательных веществ или тормозными сигналами. Восстановление переноса позволило бы стабилизировать SPV_3.

При достаточном количестве питательных веществ и низкой занятости антигенпрезентирующих клеток (APC), установленной прямыми измерениями, клетки с запаздывающим ответом будут нормально завершать продуктивное взаимодействие с APC, но не успеют получить митохондрии стромальных клеток до первого деления. Избирательное восстановление переноса органелл после взаимодействия с APC восстановит своевременное развитие эффекторного ответа на конкретную мишень при неизменной пропускной способности системы презентации антигена. Напротив, избирательное прерывание переноса исключит своевременный ответ даже в изолированных культурах с единственным антигеном и избытком APC. Нормальный своевременный ответ при подтверждённом отсутствии переноса опровергнет гипотезу об обязательной передаче митохондрий. Добавление APC или удаление конкурирующих лимфоцитов не восстановит своевременный ответ, если одновременно лимфоциты не возобновят получение митохондрий.

В этих условиях клетки с запаздывающим ответом будут нормально завершать продуктивное взаимодействие с APC, но не успеют получить митохондрии от стромальных клеток до своего первого деления. Избирательное восстановление переноса органелл после взаимодействия с APC восстановит своевременный эффекторный ответ на конкретную мишень, сохранив прежнюю пропускную способность системы презентации антигена. Напротив, избирательное прерывание переноса исключит своевременный ответ даже в изолированных культурах с единственным антигеном и избытком APC. Нормальный своевременный ответ при подтверждённом отсутствии переноса опровергнет гипотезу об обязательности передачи органелл. Увеличение числа APC или удаление конкурирующих лимфоцитов не восстановит своевременный ответ, если получение митохондрий также не возобновится.

Гипотеза об изменении долей в измеряемом ответе как причине кажущихся сбоев при одновременных иммунных нагрузках даёт другое предсказание: В лимфоидных культурах от пожилых доноров подтверждено наличие антигенспецифических клеток иммунного ответа и достаточно питательных веществ. Прямые измерения показывают низкую загрузку антигенпрезентирующих клеток (APC). В этих условиях клетки с запаздывающим ответом нормально завершат продуктивное взаимодействие с APC, но не получат митохондрии стромальных клеток до своего первого деления. Избирательное восстановление переноса органелл после взаимодействия с APC позволит эффекторному ответу на конкретную мишень развиться в требуемый срок при неизменной пропускной способности системы презентации антигена. Избирательное прерывание переноса, в свою очередь, сделает своевременный ответ невозможным даже в отдельных культурах с единственным антигеном и избытком APC. Нормальный своевременный ответ при подтверждённом отсутствии переноса опровергнет гипотезу об обязательной передаче митохондрий. Добавление APC или удаление конкурирующих лимфоцитов не восстановит своевременный ответ, если клетки по-прежнему не будут получать митохондрии.

Одновременно отвечающие антигенспецифические лимфоциты механически мешают друг другу приближаться к антигенпрезентирующим клеткам (APC) и поддерживать контакт с ними. Длительно присутствующая популяция конкурентов многократно вытесняет клетки другой популяции. Это сокращает продолжительность продуктивных контактов, хотя многие возможности контакта с APC остаются неиспользованными. Согласно этой гипотезе, несвоевременное формирование антигенспецифического ответа обусловлено асимметричными помехами между отвечающими клетками, а общего насыщения системы презентации антигена не происходит. Уменьшение числа таких столкновений при сохранении доступа каждой популяции к антигену должно стабилизировать SPV_3.

В этих условиях увеличение плотности отвечающих клеток другой специфичности избирательно уменьшит число завершённых продуктивных контактов в расчёте на одну изучаемую отвечающую клетку. Визуализация должна показать, что непосредственно перед прерыванием контакта происходит вытеснение клетки, связанное с присутствием конкурента. Разделение отвечающих популяций по сопоставимым каналам с APC должно восстановить ответ, который формируется с задержкой, при сохранении общего числа APC, условий предъявления антигена для каждой мишени и общей жидкой среды с растворёнными факторами. Коэффициент взаимных помех, оценённый по данным, должен лучше предсказывать задержки ответа на отдельные мишени при проверке на отложенных данных, чем одна лишь степень использования ресурсов. Если вытеснение не наблюдается или разделение популяций не восстанавливает ответ, этот механизм следует отвергнуть.

Питательных веществ должно быть достаточно, а занятость антигенпрезентирующих клеток (APC), измеренная напрямую, должна быть низкой. В этих условиях клетки с запаздывающим ответом будут нормально завершать продуктивный контакт с APC, но не успеют получить митохондрии от стромальных клеток до своего первого деления. Избирательное восстановление передачи органелл после контакта с APC позволит вновь сформировать эффекторный ответ на конкретную мишень в установленный срок при прежней пропускной способности системы презентации антигена. И наоборот, избирательное прерывание передачи органелл приведёт к утрате своевременного ответа даже в изолированных культурах с одним антигеном и избытком антигенпрезентирующих клеток (APCs). Нормальный своевременный ответ при подтверждённом отсутствии передачи митохондрий опровергнет гипотезу об обязательности такой передачи. Добавление APC или удаление конкурирующих лимфоцитов восстановит ответ только при условии, что клетки вновь начнут получать митохондрии.

Гипотеза об изменении долей в измеряемом ответе как причине кажущихся сбоев при одновременных иммунных нагрузках даёт другое предсказание: В сравниваемых условиях измеренные интенсивность поступления клеток к антигенпрезентирующим клеткам (APC) и распределение времени обслуживания должны быть одинаковыми. Также должны совпадать уровень экспонирования распознаваемого комплекса пептида с молекулой главного комплекса гистосовместимости (pMHC), численность клеток-предшественников и занятость APC. При этих условиях повышение плотности клеток, отвечающих на другие антигены, будет избирательно уменьшать число завершённых продуктивных контактов в расчёте на одну клетку исследуемой популяции. Визуализация должна показать, что вытеснение клетки, связанное с присутствием конкурентов, происходит непосредственно перед тем, как продуктивный контакт срывается, не успев завершиться. Размещение отвечающих популяций в раздельных каналах с APC при сопоставимых условиях восстановит запаздывающий ответ при сохранении общего числа APC, экспозиции презентируемого антигена для каждой мишени и общей среды с растворёнными веществами. На данных, отложенных для проверки, учёт оценённого коэффициента взаимных помех позволит точнее предсказывать задержки ответа на конкретные мишени, чем учёт одной лишь степени использования APC. Отсутствие наблюдаемого вытеснения или восстановления ответа после разделения популяций будет основанием для отклонения этого механизма.

Согласно этой гипотезе, кажущееся избирательное нарушение первичной активации при одновременных слабых иммунных нагрузках представляет собой артефакт измерения долей. Усиление одного ответа увеличивает знаменатель, используемый для оценки другого ответа. В результате частота второго ответа или его доля в общей функциональной активности пересекает порог, по которому определяют нарушение, хотя абсолютная величина защитной активности против конкретной мишени и время достижения защиты остаются прежними. Гипотеза отрицает предполагаемое дополнительное нарушение, связанное с одновременными нагрузками и выявляемое в анализах, подверженных этому артефакту. При этом гипотеза не отрицает наличия иммунных нарушений у пожилых людей. Коррекция измерений позволила бы установить, сохраняет ли SPV_3 уже сейчас стабильность при одновременных нагрузках.

При этом процент положительных клеток или показатели с нормированием на общее содержание иммуноглобулина (Ig) будут указывать на избирательный сбой. Если клетки или иммуноглобулин, не относящиеся к исследуемому ответу, добавить только на этапе анализа после отбора образца, это воспроизведёт кажущийся дефект при неизменном биологическом ответе. После поправки на изменение знаменателя результаты больше не будут указывать на нарушение установленного срока. Любое воспроизводимое снижение абсолютной величины защитной активности против конкретной мишени или задержка непосредственно отслеживаемого продуктивного взаимодействия либо начала эффекторной активности опровергнет эту гипотезу.

В этих условиях клетки с запаздывающим ответом будут нормально завершать продуктивное взаимодействие с APC, но не получат митохондрии от стромальных клеток до своего первого деления. Если избирательно возобновить перенос органелл после взаимодействия с APC, своевременная эффекторная активность против конкретной мишени восстановится при неизменной пропускной способности системы презентации антигенов. И наоборот, избирательное прерывание переноса лишит клетки способности отвечать своевременно даже в изолированных культурах с единственным антигеном и избытком APC. Нормальный своевременный ответ при подтверждённом отсутствии переноса опровергнет гипотезу об обязательности передачи митохондрий. Добавление APC или удаление конкурирующих лимфоцитов не восстановит своевременный ответ, если одновременно не возобновится получение митохондрий.

Конкурирующие иммунные клетки могут нарушать контакты, необходимые для своевременного иммунного ответа даёт другое предсказание: По данным измерений, интенсивность поступления клеток и распределение времени обслуживания одинаковы в сравниваемых условиях. Также одинаковы представленность соответствующих комплексов пептида с молекулой главного комплекса гистосовместимости (pMHC), численность клеток-предшественников и занятость антигенпрезентирующих клеток (APC). В этих условиях повышение плотности клеток, отвечающих на другие антигены, избирательно уменьшит число завершённых продуктивных взаимодействий в расчёте на одну клетку, отвечающую на исследуемую мишень. Визуализация должна показать, что вытеснение, связанное с присутствием конкурирующих клеток, происходит непосредственно перед тем, как контакт завершится неудачно. Разделение отвечающих клеточных популяций по каналам с сопоставимыми условиями и наличием APC устранит задержку ответа при сохранении общего числа APC, неизменной презентации антигенов каждой мишени отвечающим клеткам и общей жидкой среды с растворёнными факторами. Оценённый по данным коэффициент помех со стороны конкурирующих клеток будет предсказывать задержки ответа на конкретные мишени в данных, отложенных для проверки, лучше, чем одна лишь загрузка APC. Если вытеснение не будет обнаружено или разделение популяций не восстановит своевременный ответ, этот механизм будет отвергнут.