Горшков Г.С. – студент, кафедра медицинской и биологической физики
119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2.
Gorshkov G.S., Student, Department of Medical and Biological Physics
8 Trubetskaya St, Bldg 2 Moscow 119991
Быков А.С. – д.м.н., профессор, профессор кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии имени академика А.А. Воробьева
119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2.
Bykov A.S., PhD, MD (Medicine), Professor, Professor of the A. Vorobyov Department of Microbiology, Virology and Immunology
8 Trubetskaya St, Bldg 2 Moscow 119991
Свитич О.А. – д.м.н., профессор, академик РАН, заведующая лабораторией молекулярной иммунологии, директор; профессор кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии имени академика А.А. Воробьева
119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2.
Svitich O.A., PhD, MD (Medicine), Professor, Full Member, Russian Academy of Science, Head, Laboratory of Molecular Immunology, Director; Professor, Department of Microbiology, Virology and Immunology
8 Trubetskaya St, Bldg 2 Moscow 119991
Современные исследования в области иммунологии указывают на немаловажное значение механических факторов в формировании иммунного ответа. Механоиммунология, как новое междисциплинарное направление, изучает влияние механических стимулов на поведение иммунных клеток, в частности T-лимфоцитов. Доказано, что жесткость микросреды, механические взаимодействия с внеклеточным матриксом, а также изменение мембранного натяжения способны модулировать активацию, миграцию, пролиферацию и эффекторные функции T-клеток. Оптимальная механическая среда способствует повышению T-клеточной активности, в то время как увеличение жесткости микросреды, изменение свойств внеклеточного матрикса, могут снижать их функциональные возможности. Известные молекулы такие, как Piezo 1, интегрины, Yes-ассоциированный белок, являются ключевыми регуляторами механотрансдукции в иммунных клетках. Постепенное развитие представлений об их участии в иммунном ответе свидетельствует о значительной сопряженности их модулирующих влияний, формирующих систему, обеспечивающую комплексное реагирование на механические стимулы. Механомодуляция приводит к изменению внутриклеточной среды, выступая в качестве фактора, определяющего метаболический профиль T-клеток. Кроме того, исследования показывают, что механочувствительные сигнальные пути могут участвовать в регуляции межклеточных взаимодействий и адаптивного иммунного ответа, что предоставляет широкие возможности для модификации иммунных реакций. Понимание механизмов механотрансдукции открывает перспективы для разработки новых терапевтических стратегий. Механические сигналы могут быть использованы для повышения эффективности CAR-T-клеток за счет оптимизации их активации, пролиферации и инфильтрации в опухолевую ткань, что особенно важно в лечении злокачественных новообразований, в частности солидных опухолей, где CAR-T-клеточная терапия сталкивается с серьезными ограничениями. Механоиммунологические подходы рассматриваются также в контексте лечения аутоиммунных заболеваний. Предполагается, что механочувствительные пути могут регулировать избыточную активацию T-клеток, препятствуя развитию аутоиммунных процессов и патологической гиперактивации иммунной системы. Не исключено создание эффективных методик предотвращения реакций трансплантат-против-хозяина и отторжения трансплантата, а также методов лечения хронических инфекций. Спектр возможных фармакологических методик включает в себя применение активаторов и ингибиторов Piezo 1, интегринов и Yes-ассоциированного белка. Разрабатываются и биоинженерные подходы. Одним из перспективных направлений является использование наномоторов для ex vivo активации T-клеток, что может повысить эффективность клеточных иммунных технологий в лечении различных заболеваний. Кроме того, настройка иммунных реакций с использованием механических свойств может позволить направленно регулировать иммунный ответ в зависимости от специфики патологического процесса.
Recent studies in immunology highlight the critical role of mechanical factors in shaping the immune response. Mechanoimmunology, being an emerging interdisciplinary field, concerns the influence of mechanical stimuli on immune cell behavior, in particularly, T lymphocytes. Microenvironment stiffness, mechanical interactions with the extracellular matrix, and changes in membrane tension are able to modulate T cell activation, migration, proliferation, and effector functions. An optimal mechanical environment enhances T cell activity, whereas increased stiffness of the microenvironment and alterations in extracellular matrix properties may reduce their functional capacity. Key molecules such as Piezo 1, integrins, and Yes-associated protein serve as central regulators of mechanotransduction in immune cells. The expanding knowledge on their role in immune interactions suggests a high degree of interconnected modulation, resulting into a system of coordinated responses to mechanical stimuli. Mechanomodulation alters the intracellular environment, acting as a determinant of metabolic profile of T cell populations. Moreover, these studies presume that mechanosensitive signaling pathways may regulate intercellular interactions and adaptive immune responses, offering broad opportunities for modifying immune reactions. Understanding the mechanotransduction mechanisms provides new prospects for the development of novel therapeutic strategies. Mechanical signals may be leveraged to enhance the efficacy of CAR-T cells by optimizing their activation, proliferation, and infiltration into tumor tissue, which is particularly important in treating malignant neoplasms, especially solid tumors, where CAR-T cell therapy faces significant limitations. Mechanoimmunological approaches are also being explored in the context of autoimmune disease treatment. It is hypothesized that mechanosensitive pathways may regulate excessive T cell activation, preventing autoimmune processes and pathological hyperactivation of the immune system. Moreover, development of effective methods for preventing graft-versus-host disease and transplant rejection, as well as strategies for treating chronic infections, remains an important goal. The spectrum of potential pharmacological interventions includes the use of activators and inhibitors of Piezo 1, integrins, and Yes-associated protein. Bioengineering approaches are also being actively developed. One promising direction involves the use of nanomotors for ex vivo T cell activation, which may improve the efficacy of cellular immunotherapy in various diseases. Furthermore, fine-tuning of immune responses via mechanical properties of the cells could provide a precise regulation of immune activity based on the specific characteristics of pathological processes.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.