Até agora, a organização fina dessas estruturas permanecia difícil de observar. Um estudo conduzido pela Universidade de Genebra (UNIGE) e pelo Centro Hospitalar Universitário Vaudois (CHUV) permitiu visualizar esses mecanismos em três dimensões em um estado quase nativo. Publicado na Cell Reports, o estudo revela como a organização molecular das células T citotóxicas sustenta sua função, abrindo novas perspectivas em imuno-oncologia.
Um linfócito T citotóxico observado por criomicroscopia de expansão (crio-ExM). Os pontos coloridos no centro são grânulos citotóxicos usados para destruir as células infectadas ou cancerosas.
© F. Lemaitre @ UNIGE
Durante uma infecção ou um câncer, os linfócitos T citotóxicos se aderem à sua célula-alvo e estabelecem uma zona de troca chamada "sinapse imunológica", em seguida liberam moléculas tóxicas que desencadeiam a morte da célula alvejada. Esse mecanismo permite uma destruição precisa e controlada, essencial para proteger o organismo, evitando danificar as células saudáveis vizinhas.
Ao fornecer uma visão tridimensional e quase nativa desses processos, esses trabalhos estabelecem um quadro de referência para analisar o funcionamento das células imunológicas.
Embora esse processo seja amplamente estudado, sua organização em escala nanométrica em células humanas intactas permanecia difícil de acessar. Um dos principais obstáculos reside nos métodos de preparação das amostras, que podem alterar as estruturas celulares frágeis. As abordagens de imagem existentes frequentemente implicam compromissos entre resolução, volume observável e preservação das estruturas.
Uma técnica para ver o invisível
Para superar esses limites, um estudo da UNIGE e do CHUV-UNIL, apoiado pelo programa TANDEM da Fundação ISREC, baseou-se na criomicroscopia de expansão (crio-ExM).
"Essa técnica consiste em congelar instantaneamente as células em alta velocidade, colocando-as em um estado dito vítreo, onde a água se solidifica sem formar cristais e assim preserva fielmente as estruturas biológicas. As amostras são então fisicamente ampliadas graças a um hidrogel absorvente, permitindo observar sua organização interna com grande precisão, mantendo sua arquitetura quase nativa", explica Virginie Hamel, mestre de ensino e pesquisa no Departamento de Biologia Molecular e Celular da Faculdade de Ciências da UNIGE.
Reconstrução em 3D de um linfócito T CD8 ativado, criofixado e expandido. A imagem mostra a membrana plasmática em cinza transparente, bem como os grânulos líticos contendo granzima B em verde e perforina em magenta.
© F. Lemaitre @ UNIGE
"Nossos trabalhos revelam que, no ponto de contato entre a célula imunológica e sua alvo, a membrana forma uma espécie de cúpula, cuja estrutura parece ligada às interações de adesão e à organização interna da célula", destaca Florent Lemaître, pós-doutorando no Departamento de Biologia Molecular da Faculdade de Ciências da UNIGE e primeiro autor do estudo.
A equipe de pesquisa também visualizou com um nível de detalhe inédito os grânulos citotóxicos, responsáveis pela destruição das células-alvo. Ela revela que essas estruturas podem variar em sua organização, com um ou vários "núcleos" que concentram as moléculas ativas que permitem destruir a célula-alvo.
Das células aos pacientes
"Ampliamos essa abordagem para tecidos tumorais humanos, permitindo observar diretamente linfócitos T infiltrando tumores e sua maquinaria citotóxica em escala nanométrica. Isso permite estudar as respostas imunológicas diretamente em seu contexto clínico e compreender melhor os mecanismos que determinam sua eficácia", explica Benita Wolf, chefe de clínica e pesquisadora associada ao Departamento de Oncologia Clínica do CHUV, que co-dirigiu o estudo.
Ao fornecer uma visão tridimensional e quase nativa desses processos, esses trabalhos estabelecem um quadro de referência para analisar o funcionamento das células imunológicas. Eles podem contribuir para melhorar as estratégias terapêuticas, especialmente em imuno-oncologia, permitindo compreender melhor os mecanismos que determinam a eficácia - ou os limites - da resposta imunológica.