Imunološki pregled na virusnu infekciju. Šta su CD4 ćelije? Aktivirani T limfociti

Dendritske ćelije su deo imunog sistema organizma. Njihov suotkrivač i otkrivač niza njihovih ključnih funkcija bio je Ralph Steinman, za koji je dobio Nobelovu nagradu 2011. Igrom slučaja se ispostavilo da je dr Steinman jedini posthumno dobio Nobelovu nagradu (sama nagrada se dodeljuje živim ljudima). Incident je bio da se smrt gospodina Steinmana i objava nagrade dogodili istog dana (petak), ali je smrt objavljena tek u ponedjeljak. Komitet za dodelu Nobelove nagrade odlučio je da je dr. Steinman tehnički bio živ u vreme kada je proglašen pobednik i da situacija nije „ponovljena“.

Dendritske ćelije (DC) dobile su ime po svojoj vanjskoj sličnosti sa dendritima neurona. Oni su dio urođenog imunološkog sistema i igraju važnu ulogu u aktiviranju adaptivnog imuniteta.

Svrha napomene je da otkrije osnovne principe aktivacije T-ćelija dendritskim ćelijama i upozna čitaoca sa potrebnom terminologijom.

• Urođeni i adaptivni imuni sistem;
• Opšti principi funkcionisanja urođenog imunog sistema;
• Molekularni obrasci povezani s patogenom (PAMP) i receptori za prepoznavanje uzoraka (PRR);
  • Mali fokus na dendritske ćelije i interferon tipa I.
• Ukratko o različitim tipovima ćelija adaptivnog imunološkog sistema;
• Dendritske ćelije i njihove funkcije:
  • Ćelije koje predstavljaju antigen i aktivacija T ćelija;
  • MHC proteini i peptidni “potpisi” mikroba;
  • Razlika između MHC I i MHC II;
  • Aktivacija dendritskih ćelija mikrobnim molekularnim obrascima;
  • CCR7 (hemokinski receptor 7) i migracija dendritskih ćelija u limfne čvorove;
  • Cirkulacija naivnih T ćelija i njihov ulazak u limfne čvorove;
  • Prezentacija antigena dendritskim ćelijama i princip “dvostrukog rukovanja”;
  • Aktivacija, ekspanzija i deaktivacija T ćelija.

Ne želim priču ograničavati samo na nijanse funkcija DC-a. Voleo bih da se ove informacije nadograđuju u neku vrstu baze podataka o funkcionisanju imunog sistema. Istovremeno, neće biti pokušaja da se pokrije sve odjednom. Komplementarni sistem, detalji o stvaranju i radu antigena, aktivaciji B ćelija i mnogo, mnogo više neće biti uključeno u belešku.

Urođeni imuni sistem

Urođeni imuni sistem (urođeni imunitet) - trenutno reaguje na unapred određene i mali broj patogenih obrazaca;

Adaptivni imuni sistem reaguje sa zakašnjenjem, ali na bilo koje antitelo. Nakon toga, sjećanje na antitelo i reagovanje na njega u kasnijim vremenima.

Osnovni ćelijski sastav urođenog imunog sistema:

• Ćelije koje kruže u krvi:
  • Neutrofili fagocitiraju bakterije, ali brzo umiru (u roku od sat vremena), luče citokine itd.;
  • Monociti se transformišu u makrofage kada uđu u tkivo;
• Sentinel ćelije:
  • Markofagi, fagocitoza mikroba i mrtvih ćelija (uglavnom neutrofila), luče citokine, nekoliko meseci života itd.;
  • Mastociti luče citokine, histamine, itd.;
  • Dendritične ćelije pokreću antivirusni odgovor, aktiviraju T ćelije itd.

Sentinel ćelije se nalaze u tkivima i reaguju na mikrobe nakon što prođu epitelne barijere kože i crijeva.

Cirkulirajuće ćelije imunološkog sistema nalaze se u krvi. I tokom upale ulaze u potrebna tkiva.

Približan redosled aktiviranja urođenog imuniteta:

• Mikrobi prelaze epitelne barijere;
• Receptori stanica stražara prepoznaju „nepozvane goste“;
• Sentinel ćelije luče proinflamatorne citokine;
• Citokini se vezuju za endotelne receptore;
• Šta aktivira adhezione molekule unutar krvnih sudova;
• Različiti molekuli adhezije se s različitim afinitetima vezuju za svoje odgovarajuće ligande na površini cirkulirajućih imunoloških stanica:
  • Na primjer, e-selektin se veže sa malim afinitetom za e-selektin lingadu na neutrofilima, što inhibira njihovo kretanje;
  • I-CAM se sa visokim afinitetom vezuje za protein imune ćelije LFA-1, koji zaustavlja imunološku ćeliju;
• Nakon potpunog zaustavljanja, imunološke stanice istječu iz upaljenog tkiva i počinju uništavati mikrobe na sve dostupne načine;
• Neutrofili dolaze prvi, fagocitiraju bakterije i sami umiru nakon nekoliko sati; Monociti dolaze nakon njih, pretvaraju se u makrofage i "jedu" ostatke leševa i mikroba i neutrofila.

Ostaje pitanje: kako urođene imunološke stražarske stanice prepoznaju mikrobe?

PAMPs (Pathogen-associated molecular patterns) – obrasci molekularnih patogena;

PPRs (Pattern recognition receptors) – receptori koji prepoznaju obrasce. PAMPs:

• Virusno (nalazi se unutar ćelije):
  • Jednolančana RNA;
  • Dvolančana RNA
• Bakterijski (uglavnom na površini ćelije):
  • Obrasci Gram-negativni obrasci:
    • lipopolisaharidi ćelijskog zida (LPS);
    • Flagelini („flagella” za kretanje);
  • Obrasci Gram-pozitivnih bakterija:
    • Flagellins;
    • Teichoic acids;
    • Peptidoglikani

Bakterije se uništavaju fagocitozom i uništavanjem njihovog ćelijskog zida.

Lanac će biti sljedeći: bakterija se vezuje za PPR na površini ćelije (tzv. TLR-ovi napadaju receptore) → dimerizacija receptora i pokretanje lanca unutarćelijskih signala ˧ deaktivacija inhibitora Nf-Kb → ekspresija faktor transkripcije Nf-Kb → ćelijske promjene, posebno lučenje citokina TNFα i IL-1.

Plazmacitoidne dendritične ćelije i antivirusni odgovor

Situacija sa virusima je malo interesantnija i tu nam se vraćaju dendritične ćelije.

Dendritske ćelije reaguju na virusne PAMP tako što luče interferone tipa 1. INF tip 1 dovodi ćelije (npr. epitel) u antivirusno stanje. Što je veća podložnost apoptozi od strane inficiranih stanica, ekspresija proteina/enzima koji sprječavaju reprodukciju virusa i koji mogu uzrokovati oštećenje DNK/RNA virusa.

Same ćelije, u antivirusnom stanju, takođe su sposobne da luče INF tip 1.

Dendritske ćelije

Neophodna upoznavanja su gotova, vrijeme je da počnemo sa stanicama koje predstavljaju antigen. Ćelije koje predstavljaju antigen uključuju dendritske ćelije, makrofage i B ćelije.

U nastavku ćemo se fokusirati na to kako DC aktiviraju T ćelije adaptivnog imunološkog sistema.

T ćelijeMHCja iMHCII

T ćelije sa svojim receptorima mogu da percipiraju samo peptide koji su im predstavljeni na MHC proteinima ćelija koje predstavljaju antigen.

MHC II

• Odgovoran za bakterije;
• Dendritične ćelije internalizuju bakterije, uništavaju ih u lizosomima i kao rezultat dobijamo peptidni „potpis“ bakterije;
• MHC sa peptidom se šalje na membranu;
• MHC II se vezuje za CD4+ ćelijske receptore (T pomagači, koji aktiviraju B ćelije i ćelije urođenog imunog sistema;
• MHC II je prisutan u ćelijama koje predstavljaju antigen.

MHCI

• Odgovoran za viruse (preskočićemo temu tumora);
• Virusni protein se podvrgava ubikvinaciji i postaje dostupan proteazama;
• Proteaza "razgrađuje" virusni protein na peptide;
• Virusni peptid, koristeći TAP transporter, ulazi u endoplazmatski retikulum, odakle ulazi u membranu sa MHC I kompleksom;
• MHC I aktivira CD8+ ćelije (citotoksične T ćelije koje uništavaju inficirane viruse;
• Većina ćelija ima MHC I, što se objašnjava posebnošću virusa.

Dendritske ćelije. Aktivacija i migracija u limfne čvorove

Da bi se aktivirale dendritske ćelije, moraju se desiti 2 događaja:

• MHC protein sa mikrobnim peptidom na površini ćelije (što znači da je nekako internalizovan i razbijen na peptide);
• PAMP receptore na dendritskim ćelijama moraju aktivirati mikrobi;

Kada su ispunjena ova dva uslova, dendritične ćelije eksprimiraju CD80/CD86 (o tome kasnije) i CCR7 (hemokinski receptor 7), čija ekspresija dovodi do migriranja DC-a u limfne sudove i preko njih u sekundarne limfne organe. Posebno u limfnim čvorovima, gdje se susreću s T ćelijama u međumembranskom prostoru.

Dendritske ćelije aktiviraju T ćelije

T limfociti putuju kroz krv i ulaze u memfokularni prostor limfnih čvorova koristeći krvotok i takozvane visoke endotelne venula (HEV).

Činjenica je da postoji vrlo malo T ćelija sa afinitetom za određeni antigen. Stoga putuju po cijelom tijelu, nakratko posjećujući limfne čvorove, gdje aktivirane dendritske ćelije ulaze iz tkiva.

Za aktiviranje T ćelija moraju proći 2 signala:

Signal 1. Antigen se mora vezati za receptor T ćelije (potrebna je T ćelija sa potrebnim afinitetom prema receptoru;

Signal 2: Kostimularni molekuli se moraju kombinovati. To su B7-1 (CD80) i B7-2 (CD86) na strani DC i CD-28 na strani T ćelija.

Signal 1 bez signala 2 će rezultirati apoptozom ili anergijom (propadanjem aktivne imunološke funkcije) T ćelije.

Nakon aktivacije, T ćelije prolaze kroz klonsku ekspanziju, aktivno se dijele, ima ih na desetine hiljada u slučaju CD4+ i čak stotine hiljada u slučaju CD8+. Plus, T ćelije, nakon aktivacije, dobijaju neke korisne funkcije.

Izostaviću pitanje aktivacije B ćelija od strane T ćelija, pitanje dublje funkcije T pomagača i T ubica. Fokusiraću se samo na aktivaciju T ćelija. Oni ulaze u tkiva na isti način kao i ćelije urođenog imunog sistema koje cirkulišu u krvi (vidi gore).

Deaktivacija T ćelija

Svaka upala (posebno citotoksična) prepuna je posljedica za tijelo. I ovaj proces se ne može „usporiti“.

U limfnim čvorovima, protein odgovoran za to je CTLA4 na T ćelijama, koji se vezuje za B7-1/B7-2 umjesto CD28. To dovodi do činjenice da ćemo tokom aktivacije imati samo signal 1 i T ćelija će biti neaktivna.

Tkiva (i tumori) eksprimiraju PD-1 ligand (PD-1, programirana smrt), koji se vezuje za PD-1 protein T ćelija, što dovodi do njihove iscrpljenosti, odnosno deaktivacije.

Monoklonska antitijela koja potiskuju funkcije CTLA-4 i PD-1 jedna su od posljednjih riječi u borbi protiv raka.

Zaključci:

• Dendritske ćelije aktiviraju dva signala:
  • MHC protein na membrani na kojoj će se nalaziti peptidni antigen;
  • Mikrobni PAMP se vezuju za receptore na DC;
• Aktivirane dendritične ćelije eksprimiraju CCR7, što im omogućava da migriraju kroz limfne žile u limfne čvorove i „traže“ željenu T ćeliju u interfolikularnom prostoru;
• Aktivacija T ćelija uključuje 2 signala:
  • MHC signal 1 sa peptidom (antigenom) se vezuje za željeni TCR (receptor T ćelija);
  • Signal 2, kostimulacija CD86/CD80 DC sa CD28 T ćelijama;
• Kada je prisutan samo signal 1, T ćelije prolaze kroz apoptozu ili anergiju;
• Kada se aktivira, počinje ekspanzija i diferencijacija T ćelija, što je jedna od komponenti odgovora imunog sistema.

Izvori:

1. Inhibicija leukocita adhezionim molekulima[video];

P.S. Ovo je bilo dosadno pisati, s obzirom na prepričavanje bez mog doprinosa, ali neophodno za niz narednih bilješki.

Vokabular zasnovan na bilješkama:

• Urođeni imuni sistem:
  • Sentinel ćelije (masto, makrofagi, dendriti - ovo su samo glavne, postoje i druge);
  • Cirkulirajuće ćelije (monociti, neutrofili);
  • Takođe, urođeni imuni sistem uključuje barijere (epitel, mucin), proteine ​​i molekule (komplimenti, aglutinini);
• Adaptivni imuni sistem: B ćelije, pomoćne T ćelije, citotoksične T ćelije;
• Dendritske ćelije:
  • MHC I,
  • MHC II
  • B7-1 (CD80)
  • B7-2 (CD86)
• T ćelije:
  • CD28
  • CTLA4
• Klonska selekcija;
• Klonalna ekspanzija
• Ćelije koje predstavljaju antigen (DC, makrofagi, B ćelije);
• Anergija

Za neke bakterije (uzročnici tuberkuloze, lepre, kuge) makrofagi predstavljaju „stanište“. Jednom u fagolizozomima kao rezultat fagocitoze, patogeni postaju zaštićeni i od antitijela i od citotoksičnih T-limfocita.

Potiskivanjem aktivnosti lizosomalnih enzima, ove bakterije se aktivno umnožavaju unutar ćelije i tako postaju uzročnici akutnog infektivnog procesa. Nije slučajno što se bolesti navedene kao primjer svrstavaju u posebno opasne infekcije.

U ovoj prilično složenoj situaciji tijelo ipak ima snage koje sprječavaju širenje patogena, a one su prvenstveno povezane s upalnim CD4 T stanicama.

Učešće ove vrste limfocita u organizovanju imunološkog odgovora ostvaruje se kroz aktivaciju makrofaga. Aktivirani makrofagi ne samo da se nose s intracelularnim patogenima, već u nekim slučajevima stječu i dodatna svojstva koja nisu povezana s antibakterijskim djelovanjem, na primjer, sposobnost uništavanja stanica raka.

Aktivacija makrofaga zahtijeva dva signala.

Prvi od njih je interferon-gama (IF-gama). To je najkarakterističniji citokin koji proizvode upalne CD4 T stanice. Pomoćne T ćelije ne luče ovaj citokin i ne mogu aktivirati makrofage na uobičajen način.

Drugi signal za aktivaciju makrofaga je površinski TNF-alfa, koji se inducira na ekspresiju nakon što inflamatorne T ćelije prepoznaju imunogen na membrani makrofaga. Antitela na TNF-alfa poništavaju efekat drugog signala.

Citotoksične T stanice postaju aktivne odmah nakon prepoznavanja antigena, shvaćajući potencijalnu spremnost molekularnog aparata da uništi ciljne stanice kroz proces apoptoze ili nekroze. Nasuprot tome, inflamatorne CD4 T ćelije, nakon što prepoznaju antigen na površini makrofaga, provode sate de novo sintetizirajući medijatore koji aktiviraju makrofage. Novosintetizovani citokini, sakupljeni u mikrovezikulama, ulaze u makrofage na mestu kontakta sa T ćelijama. Ovaj direktni put, kao iu slučaju citotoksičnih T limfocita, najekonomičniji je i funkcionalno opravdan, jer ne utiče na susjedne, neinficirane stanice.

U makrofagima aktiviranim kontaktom sa inflamatornim T ćelijama i kao rezultat lučenja IF-gama, pokreće se niz biohemijskih promena koje ovim ćelijama daju snažna antibakterijska svojstva (slika 16). U uslovima interakcije između makrofaga i upalnih T ćelija, primećuje se efikasnija fuzija fagosoma koji su uhvatili bakterije sa lizosomima, čuvarima proteolitičkih enzima koji uništavaju intracelularne patogene. Proces fagocitoze je praćen takozvanom eksplozijom kisika - stvaranjem kisikovih radikala i dušikovog oksida, koji imaju baktericidno djelovanje.

U uslovima kostimulacije TNF-alfa i IF-gama ovaj proces je mnogo aktivniji. Osim toga, aktivirani makrofagi pojačavaju ekspresiju molekula MHC klase II i TNF-alfa receptora, što dovodi do regrutacije dodatnih naivnih T ćelija. Cijeli ovaj kompleks događaja pruža prilično jaku barijeru protiv unutarćelijskih patogena.

Inflamatorne T ćelije u interakciji s makrofagima ne samo da doprinose poboljšanju biokemijskih procesa unutarmakrofaga, već se istovremeno i same aktiviraju i djeluju kao organizatori višestrukog imunološkog odgovora na antigen.

Rice. 16.

Funkcionalna aktivnost CD4 inflamatornih T ćelija.

Glavna meta upalnih CD4 T ćelija su inficirani makrofagi. Kao rezultat prepoznavanja imunogenog kompleksa na makrofagima, CD4 T ćelije eksprimiraju faktor tumorske nekroze-alfa (TNF-alfa) na svojoj površini i povećavaju proizvodnju interferona-gama (IF-gama). Kombinovano djelovanje citokina osigurava efikasnije stvaranje fagolizosoma, nakupljanje kisikovih radikala i dušikovog oksida, koji imaju baktericidna svojstva, povećanu ekspresiju molekula MHC klase II i povećanu proizvodnju faktora tumorske nekroze-alfa. Takva aktivacija biohemijskih procesa u makrofagima ne samo da doprinosi unutarćelijskom uništavanju bakterija, već određuje i dodatno uključivanje T ćelija u imuni odgovor.

Infektivni proces izazvan razmnožavanjem patogena odražava borbu dvije sile - samog patogena i imunološkog sistema domaćina. Na primjer, patogen kuge Yersenia pestis ima sposobnost inducibilne sinteze visoko polimeriziranog proteina I, koji počinje da se eksprimira na ćelijskom zidu pri kiseloj pH vrijednosti. Poznato je da se lokalno zakiseljavanje javlja na mjestu kontakta patogena s makrofagom. Ovo izaziva sintezu i ekspresiju proteina I. Ovaj protein, koji ima jaka adhezivna svojstva, promoviše efikasnije prodiranje patogena u ćeliju. Osim toga, pomaže patogenu da izbjegne djelovanje lizosomalnih enzima. Kiseli uslovi fagolizosoma podržavaju sintezu ovog proteina koji štiti od patogena.

Makrofagi kronično inficirani intracelularnim bakterijama mogu izgubiti sposobnost da se aktiviraju T stanicama. Do masivnog uključivanja novih makrofaga u proces dolazi kada se patogeni oslobađaju pod uticajem sinergističkog dejstva na inficirane ćelije TNF-beta (limfotoksin) i IF-gama - produkta aktiviranih CD4 inflamatornih T ćelija (Sl. 17).

Rice. 17

CD4 inflamatorne T ćelije kao organizatori kompleksnog imunološkog odgovora.

Inflamatorne CD4 T ćelije, kada su u interakciji sa makrofagima, ne samo da aktiviraju makrofage, već se i same aktiviraju. Proizvodeći čitav niz citokina, oni su organizatori složenog imunološkog procesa. Ciljne ćelije regulatornog dejstva citokina su makrofagi (1, 2, 5, 6), T ćelije (3), prekursori monocitno-makrofagne linije diferencijacije (4). Skraćenice: IF-gama - interferon-gama, LT (TNF-beta) - limfotoksin (faktor nekroze tumora-beta), IL-2 - interleukin-2, IL-3 - interleukin-3, GM-CSF - kolonija granulocita-makrofaga -stimulirajući faktor, MHF - hemotaktički faktor makrofaga (faktor hemotakse makrofaga), MIF - faktor inhibicije makrofaga (faktor inhibicije makrofaga).

Ova kombinacija citokina je efikasna i za odumiranje fibroblasta, glavnih komponenti vezivnog tkiva, čime se obezbeđuje prodor imunokompetentnih ćelija do mesta infekcije. Jasno je da se u uslovima mobilizacije imunog odgovora, pul efektorskih T ćelija mora održavati na visokom nivou. Inflamatorne T ćelije aktivirane makrofagom regrutuju dodatne efektore preko IL-2, promovišući proliferaciju i diferencijaciju T ćelija specifičnih za antigen.

Pored T-efektora, regrutuju se i sami makrofagi. Ovo se implementira na dva načina:

Prvo, kroz indukciju diferencijacije makrofaga u koštanoj srži pod uticajem IL-3 i faktora stimulacije kolonije granulocita-makrofaga (GM-CSF);

Drugo, novonastali makrofagi, pod utjecajem limfotoksina i makrofagnog hemotaktičkog faktora, počinju migrirati iz krvotoka do mjesta infekcije, gdje se talože, doživljavajući djelovanje faktora inhibicije makrofaga koji smanjuje njihovu pokretljivost.

Skup citokina koje proizvode aktivirane CD4 inflamatorne T ćelije nakon specifičnog prepoznavanja patogena osigurava multidisciplinarni razvoj ćelijskog imunološkog odgovora. Dakle, ćelije razmatrane subpopulacije djeluju kao organizatori adekvatnog imunološkog odgovora.

Prva studija je uvijek broj leukocita (vidi poglavlje „Hematološke studije”). Procjenjuju se i relativne i apsolutne vrijednosti broja stanica periferne krvi.

Određivanje glavnih populacija (T-ćelije, B-ćelije, prirodne ćelije ubice) i subpopulacija T-limfocita (T-pomoćnici, T-CTL). Za početno proučavanje imunološkog statusa i identifikaciju teških poremećaja imunološkog sistema SZO je preporučila određivanje omjera CD3, CD4, CD8, CD19, CD16+56, CD4/CD8. Studija vam omogućava da odredite relativni i apsolutni broj glavnih populacija limfocita: T ćelije - CD3, B ćelije - CD19, prirodne ćelije ubice (NK) - CD3- CD16++56+, subpopulacije T limfocita (T pomagač ćelije CD3+ CD4+, T-citotoksični CD3+ CD8+ i njihov odnos).

Metoda istraživanja

Imunofenotipizacija limfocita se vrši upotrebom monoklonskih antitela na površinski diferencijacijski tonzilitis na ćelijama imunog sistema, korišćenjem protočne laserske citofluorometrije na protočnim citometrima.

Odabir zone za analizu limfocita vrši se na osnovu dodatnog markera CD45, koji je prisutan na površini svih leukocita.

Uslovi za uzimanje i čuvanje uzoraka

Venska krv uzeta iz ulnarne vene ujutro, strogo na prazan želudac, u vakuum sistem do oznake naznačene na epruveti. K2EDTA se koristi kao antikoagulant. Nakon uzimanja, epruveta se polako okreće 8-10 puta da bi se krv pomešala sa antikoagulansom. Skladištenje i transport strogo na 18-23°C u uspravnom položaju ne duže od 24 sata.

Neispunjavanje ovih uslova dovodi do netačnih rezultata.

Interpretacija rezultata

T limfociti (CD3+ ćelije). Povećana količina ukazuje na hiperaktivnost imunog sistema, uočenu kod akutne i hronične limfocitne leukemije. Povećanje relativnog pokazatelja javlja se kod nekih virusnih i bakterijskih infekcija na početku bolesti i egzacerbacija kroničnih bolesti.

Smanjenje apsolutnog broja T-limfocita ukazuje na neuspjeh ćelijskog imuniteta, odnosno na neuspjeh ćelijsko-efektorske komponente imuniteta. Otkriva se kod upala različite etiologije, malignih neoplazmi, nakon ozljeda, operacija, srčanog udara, pušenja i uzimanja citostatika. Povećanje njihovog broja u dinamici bolesti je klinički povoljan znak.

B limfociti (CD19+ ćelije) Smanjenje se uočava kod fiziološke i kongenitalne hipogamaglobulinemije i agamaglobulinemije, kod neoplazmi imunog sistema, liječenja imunosupresivima, akutnih virusnih i kroničnih bakterijskih infekcija i stanja nakon uklanjanja slezene.

NK limfociti sa fenotipom CD3-CD16++56+ Prirodne ćelije ubice (NK ćelije) su populacija velikih granularnih limfocita. Sposobni su da liziraju ciljne ćelije inficirane virusima i drugim intracelularnim antigenima, tumorske ćelije, kao i druge ćelije alogenog i ksenogenog porekla.

Povećanje broja NK ćelija povezano je sa aktivacijom antitransplantacijskog imuniteta, u nekim slučajevima uočeno kod bronhijalne astme, javlja se kod virusnih bolesti, porasta malignih neoplazmi i leukemije, te u periodu rekonvalescencije.

Pomoćni T-limfociti sa fenotipom CD3+CD4+ Uočeno je povećanje apsolutnih i relativnih količina kod autoimunih bolesti, moguće kod alergijskih reakcija, te kod nekih zaraznih bolesti. Ovo povećanje ukazuje na stimulaciju imunog sistema na antigen i služi kao potvrda hiperreaktivnih sindroma.

Smanjenje apsolutnog i relativnog broja T ćelija ukazuje na hiporeaktivni sindrom sa kršenjem regulatorne komponente imuniteta i patognomski je znak za HIV infekciju; javlja se kod kroničnih bolesti (bronhitis, pneumonija i dr.), solidnih tumora.

T-citotoksični limfociti sa fenotipom CD3+ CD8+ Porast se otkriva kod gotovo svih kroničnih infekcija, virusnih, bakterijskih, protozoalnih infekcija. Karakteristično je za HIV infekciju. Uočeno je smanjenje kod virusnog hepatitisa, herpesa i autoimunih bolesti.

CD4+/CD8+ odnos Ispitivanje omjera CD4+/CD8+ (CD3, CD4, CD8, CD4/CD8) preporučuje se samo za praćenje HIV infekcije i praćenje efikasnosti ARV terapije. Omogućava vam da odredite apsolutni i relativni broj T-limfocita, subpopulacije T-pomoćnika, CTL-a i njihov omjer.

Raspon vrijednosti je 1,2-2,6. Smanjenje se opaža kod kongenitalnih imunodeficijencija (DiGeorge, Nezelof, Wiskott-Aldrich sindrom), kod virusnih i bakterijskih infekcija, kroničnih procesa, izloženosti zračenju i toksičnim kemikalijama, multiplog mijeloma, stresa, opada s godinama, kod endokrinih bolesti, solidnih tumora. To je patognomski znak za HIV infekciju (manje od 0,7).

Povećanje vrijednosti više od 3 – kod autoimunih bolesti, akutne T-limfoblastne leukemije, timoma, kronične T-leukemije.

Promjena omjera može biti povezana s brojem pomagača i CTL-a kod datog pacijenta. Na primjer, smanjenje broja CD4+ T ćelija kod akutne upale pluća na početku bolesti dovodi do smanjenja indeksa, ali se CTL možda neće promijeniti.

Za dodatna istraživanja i identifikaciju promjena u imunološkom sistemu kod patologija za procjenu prisutnosti akutnog ili kroničnog upalnog procesa i stepena njegove aktivnosti, preporučuje se uključivanje broja aktiviranih T-limfocita sa CD3+HLA-DR+ fenotipom i TNK ćelija sa CD3+CD16 ++56+ fenotip.

T-aktivirani limfociti sa fenotipom CD3+HLA-DR+ Marker kasne aktivacije, indikator imunološke hiperreaktivnosti. Ekspresija ovog markera može se koristiti za procjenu težine i jačine imunološkog odgovora. Pojavljuje se na T-limfocitima nakon 3. dana akutne bolesti. Uz povoljan tok bolesti, smanjuje se na normalu. Povećana ekspresija na T limfocitima može se javiti kod mnogih bolesti povezanih s kroničnom upalom. Njegov porast je zabilježen kod pacijenata sa hepatitisom C, upalom pluća, HIV infekcijom, solidnim tumorima i autoimunim bolestima.

TNK limfociti sa fenotipom CD3+CD16++CD56+ T-limfociti koji nose CD16++ CD 56+ markere na svojoj površini. Ove ćelije imaju svojstva i T i NK ćelija. Studija se preporučuje kao dodatni marker za akutne i hronične bolesti.

Smanjenje njihovog broja u perifernoj krvi može se uočiti kod različitih bolesti specifičnih za organe i sistemskih autoimunih procesa. Uočen je porast upalnih bolesti različite etiologije i tumorskih procesa.

Studija ranih i kasnih markera aktivacije T-limfocita (CD3+CD25+, CD3-CD56+, CD95, CD8+CD38+) dodatno se propisuje za procjenu promjena IS kod akutnih i kroničnih bolesti, za dijagnostiku, prognozu, praćenje toka bolesti i terapiju.

T-aktivirani limfociti sa fenotipom CD3+CD25+, IL2 receptor CD25+ je marker rane aktivacije. Funkcionalno stanje T-limfocita (CD3+) pokazuje broj receptora koji eksprimiraju IL2 (CD25+). Kod hiperaktivnih sindroma broj ovih stanica se povećava (akutna i kronična limfocitna leukemija, timom, odbacivanje transplantata), osim toga njihovo povećanje može ukazivati ​​na ranu fazu upalnog procesa. U perifernoj krvi mogu se otkriti u prva tri dana bolesti. Smanjenje broja ovih ćelija može se uočiti kod kongenitalnih imunodeficijencija, autoimunih procesa, HIV infekcije, gljivičnih i bakterijskih infekcija, jonizujućeg zračenja, starenja i trovanja teškim metalima.

T-citotoksični limfociti sa fenotipom CD8+CD38+ Uočeno je prisustvo CD38+ na CTL limfocitima kod pacijenata sa različitim bolestima. Informativni indikator za HIV infekciju i bolest opekotina. Povećanje broja CTL sa fenotipom CD8+CD38+ uočava se kod hroničnih upalnih procesa, raka i nekih endokrinih bolesti. Tokom terapije, indikator se smanjuje.

Subpopulacija prirodnih ćelija ubica sa fenotipom CD3-CD56+ Molekul CD56 je adhezioni molekul široko prisutan u nervnom tkivu. Pored prirodnih ćelija ubica, eksprimiran je na mnogim vrstama ćelija, uključujući T-limfocite.

Povećanje ovog pokazatelja ukazuje na ekspanziju aktivnosti specifičnog klona ćelija ubojica, koje imaju manju citolitičku aktivnost od NK ćelija sa fenotipom CD3-CD16+. Broj ove populacije se povećava kod hematoloških tumora (NK-ćelijski ili T-ćelijski limfom, mijelom plazma ćelija, aplastični velikoćelijski limfom), hroničnih bolesti i nekih virusnih infekcija.

Smanjenje se opaža kod primarnih imunodeficijencija, virusnih infekcija, sistemskih hroničnih bolesti, stresa, liječenja citostaticima i kortikosteroidima.

CD95+ receptor– jedan od receptora za apoptozu. Apoptoza je složen biološki proces neophodan za uklanjanje oštećenih, starih i inficiranih stanica iz tijela. CD95 receptor je eksprimiran na svim ćelijama imunog sistema. Ima važnu ulogu u kontroli funkcionisanja imunog sistema, jer je jedan od receptora za apoptozu. Njegova ekspresija na ćelijama određuje njihovu spremnost za apoptozu.

Smanjenje udjela CD95+ limfocita u krvi pacijenata ukazuje na kršenje djelotvornosti posljednje faze uništavanja defektnih i inficiranih vlastitih stanica, što može dovesti do relapsa bolesti, kronizacije patološkog procesa, razvoja autoimune bolesti. bolesti i povećanje vjerojatnosti transformacije tumora (na primjer, rak grlića materice s papilomatoznom infekcijom). Određivanje ekspresije CD95 ima prognostički značaj kod mijelo- i limfoproliferativnih bolesti.

Povećanje intenziteta apoptoze opaženo je kod virusnih bolesti, septičkih stanja i upotrebe lijekova.

Aktivirani limfociti CD3+CDHLA-DR+, CD8+CD38+, CD3+CD25+, CD95. Test odražava funkcionalno stanje T-limfocita i preporučuje se za praćenje toka bolesti i praćenje imunoterapije za upalne bolesti različite etiologije.

2981 0

Aktivacija T i B ćelija koje eksprimiraju odgovarajuće receptore završava se proliferacijom – povećanjem broja (ekspanzijom) limfocitnog klona – i daljom diferencijacijom u efektorske ćelije; mali broj umnoženih ćelija će postati memorijske ćelije. Međutim, efektorske funkcije T i B stanica su potpuno različite.

Aktivacija i diferencijacija T ćelija dovode do sinteze i oslobađanja brojnih citokina koji utiču na mnoge različite tipove ćelija, ili, obrnuto, do razvoja efektorskih ćelija koje imaju direktan citotoksični efekat na ćelije domaćina. Nasuprot tome, aktivacija i diferencijacija B stanica dovode do stvaranja antitijela. Ovo poglavlje detaljnije opisuje kako se T i B ćelije aktiviraju i provode svoje efektorske funkcije.

Aktivacija CD4+ T ćelija

CD4+ T ćelije, koje igraju ključnu ulogu u odgovorima na gotovo sve proteinske antigene, aktiviraju se egzogenim antigenima. Pogledajmo prvo kako se ovi egzogeni antigeni preuzimaju u tijelu. ćelije koje predstavljaju antigen (APC) i kako APC kasnije stupaju u interakciju sa CD4+ T ćelijama.

Specijalizovane ćelije koje predstavljaju antigen T ćelijama

Antigen može ući u tijelo na različite načine. Na ovim mjestima invazije antigena nalaze se specijalizirani, ili profesionalni, APC-i - posebno u respiratornom traktu, gastrointestinalnom traktu i koži, ali i u limfoidnim organima i drugim tkivima u cijelom tijelu. Najvažnije od njih su ćelije izvedene iz mijeloidne loze koštane srži - dendritske ćelije i makrofagi. Funkcije APC-a su da hvataju antigen, obrađuju ga i prezentiraju T ćelijama, i daju kostimulatorne signale koji aktiviraju naivne T ćelije.

Dendritske ćelije su heterogena porodica ćelija koje se mogu naći u mnogim tkivima, uključujući timus. Ove ćelije su neophodne za iniciranje odgovora primarnih, ili naivnih, T ćelija, tj. kada se T ćelije prvi put aktiviraju stranim antigenom. Mnoga svojstva su potrebna da bi dendritske ćelije efikasno funkcionisale kao APC: one kostitutivno izražavaju visoke nivoe MHC klase II (kao i klase I).

Osim toga, dendritične ćelije su vrlo pokretne, brzo se kreću od mjesta gdje su došle u kontakt sa antigenom do limfnih čvorova, gdje mogu stupiti u interakciju s T stanicama. Štaviše, preuzimanje i obrada antigena, posebno mikrobnih patogena, od strane dendritskih ćelija indukuje kostimulatorne signale koji su neophodni za aktivaciju naivnih T ćelija. Ova svojstva su detaljnije opisana u nastavku.

Rice. 10.1. Sazrijevanje dendritske ćelije nakon interakcije s bakterijom u tkivu

Na sl. 10.1 pokazuje da interakcija antigena sa dendritskom ćelijom u tkivu određuje njegovo sazrijevanje, što na kraju dovodi do činjenice da ćelija koja nosi antigen izlazi iz tkiva u limfni čvor koji drenira ovu oblast. Antigen prikazan na slici, gram-negativna bakterija, preuzima nezrela dendritska ćelija u tkivu. Bakterija stupa u interakciju sa Toll-like receptor (TLR), koji je izražen dendritskom ćelijom.

Porodica TLR su molekuli za prepoznavanje obrazaca koji se eksprimiraju na ćelijama urođenog imunološkog sistema. Oni stupaju u interakciju sa infektivnim mikroorganizmom ili njegovim komponentama: pojedinačnim bakterijskim proizvodima kao što su DNK, lipoprotein i lipopolisaharid. Neki TLR-ovi stupaju u interakciju s različitim bakterijskim komponentama, dok se za druge predviđa interakcija s virusnim proizvodima. Ćelijski zid gram-negativne bakterije sadrži lipopolisaharid i stupa u interakciju sa TLR-4 eksprimiranim na dendritskoj ćeliji. Ova interakcija, povezana sa hvatanjem bakterija u ćeliju, aktivira ovaj fenomen.

Proteinske komponente bakterije se prerađuju u peptide u vakuolama sa kiselim sadržajem putem MHC klase II. Na površini ćelije pojavljuje se veliki broj kostimulatornih molekula porodice B7 (CD80/CD86), a povećava se i koncentracija molekula MHC klase II. Dendritična ćelija također sintetizira visoke koncentracije hemokina i proinflamatornih citokina, koji su topljivi faktori koji povećavaju ili induciraju upalni odgovor u tkivima. Ovi citokini uključuju faktor nekroze tumora (TNF) α i IL-12.

Dakle, dendritska ćelija koja sadrži obrađene peptide napušta tkivo u kojem je naišla na antigen i migrira kroz limfne žile do limfnog čvora koji drenira ovo tkivo. (Migracija iz tkiva povezana je sa povećanom ekspresijom hemokinskog receptora CCR7 u dendritskim ćelijama.) U T ćelijskom regionu limfnog čvora, zrela dendritična ćelija koja eksprimira visoke nivoe MHC klase II i kostimulatornih molekula predstavlja peptide naivnom CD4+ T ćelije koje eksprimiraju T ćeliju receptor specifičan za određenu kombinaciju MHC i peptida.

Imajte na umu da u odsustvu signala izazvanog antigenom, nezrele dendritične ćelije izražavaju niske koncentracije kostimulativnih molekula. Dakle, antigeni koji ne indukuju visoke nivoe kostimulativnih funkcija ne aktiviraju naivne T ćelije. Zbog toga susret dendritske ćelije sa sopstvenim molekulima u normalnom tkivu ne dovodi do aktivacije te ćelije ili T ćelija – jer nije indukovana kostimulatorna funkcija.

Slično, odgovori T ćelija i antitijela na mnoge “bezopasne” antigene (npr. bjelanjak kokošjeg jajeta koji se daje mišu) zahtijevaju prisustvo pomoćnog sredstva – kao što je Freundov kompletan adjuvans – koji uključuje bakterije ili bakterijske komponente. Bakterijske adjuvantne komponente se koriste za aktiviranje APC-a, posebno ekspresije kostimulativnih molekula. U nedostatku ovog dodatnog signala, čak i strani antigen može izazvati mali ili nikakav odgovor.

Migracija APC-a koji nose antigen u drenažni čvor se kombinuje sa sposobnošću naivnih T ćelija da cirkulišu kroz limfne sudove do limfnih čvorova. Ovo povećava vjerovatnoću da jedna T ćelija koja eksprimira odgovarajući TCR (otprilike jedna u ukupnoj populaciji od 105-106 ćelija) interaguje sa APC koji nosi antigen. Zapravo, istraživanja sugeriraju da se ova interakcija događa u tijelu u roku od nekoliko sati nakon primjene antigena.

Interakcija APC-a koji nose antigen i T ćelija – posebno aktiviranih i memorijskih T ćelija – može se desiti u bilo kom tkivu inficiranom ili oštećenom antigenom. Kaskada događaja koja se razvija nakon što APC, u kombinaciji sa peptidom, stupi u interakciju sa CD4+ T ćelijom, opisan je u nastavku.

Uparene interakcije na površini APC i CD4+ T ćelija

Peptid/MHC i TCR

Interakcija peptidno-molekularnog kompleksa klase II MHC izraženog na APC i Vα + Vβ TCR varijabilnim regijama na T ćeliji naziva se prvi signal aktivacije T-ćelije. Ova interakcija je neophodna, ali generalno nije dovoljna za aktivaciju T ćelija, posebno za aktivaciju naivnih CD4+ T ćelija, zbog niske sklonosti interakciji između TCR i kompleksa peptid-MHC.

Glavni kompleks histokompatibilnosti klase II i CD4

Interakcija nepolimorfnog regiona molekula MHC klase II (tj. izvan šupljine koja se vezuje za peptid) sa dodatnim CD4 receptorom značajno povećava sposobnost T ćelije da odgovori na antigen. Pokazalo se da interakcija CD4-MHC klase II čini ćeliju 100 puta osjetljivijom na antigen nego u njegovom odsustvu. CD4 receptor igra važnu ulogu u transdukciji signala T ćelija.

Rice. 10.2. Ključne interakcije na površini ćelije koje dovode do aktivacije T ćelija i izlučivanja citokina. Sjenčanje označava ekspresiju koja se povećava nakon aktivacije.

Predlaže se da nakon što se kompleks peptid-MHC veže za TCR, CD4 se približava TCR-u i da je CD4 citoplazmatski rep vezan za enzim uključen u aktivaciju T ćelija; "klasterisanje" CD4 sa TCR dodaje ovaj enzim kompleksu formiranom za transdukciju signala.

Kostimularni parovi: B7 sa CD28 ili CD152, CD40 sa CD154

Kostimulator, ili drugi signal, pojačava i održava signale generirane interakcijom MHC - peptida - TCR. Kostimmulatori su neophodni za aktivaciju naivnih (neprimiranih) T ćelija, ali su manje važni za aktivaciju prethodno pripremljenih T ćelija.

Najbolje proučavane kostimulatorne interakcije su između porodice molekula zvanih B7, koji se eksprimiraju na profesionalnim APC (kao što su dendritske ćelije, makrofagi i aktivirani B limfociti), i CD28, konstitutivno eksprimiranih na T ćelijama. Najviše se zna o molekulima CD80 i CD86 iz porodice B7 (B7.1 i B7.2, respektivno); oba se vezuju za CD28. Trenutno nije jasno da li CD80 i CD86 imaju različite funkcije. Oni također stupaju u interakciju s drugim molekulom na površini T ćelije, CD152 (koji se naziva CTLA-4), koji se inducira nakon aktivacije T ćelije. Molekul CD152 pripada istoj porodici molekula kao i CD28, ali igra drugačiju ulogu u aktivaciji T ćelija. Kostimulatorne funkcije drugih molekula iz porodica B7 i CD28 se trenutno razjašnjavaju.

Interakcija peptid-MHC kompleksa sa TCR takođe pojačava ekspresiju CD154 (CD40-CD40L ligand) na T ćeliji. Molekul CD154 stupa u interakciju sa CD40, koji je konstitutivno izražen u APC-ovima kao što su dendritske ćelije i makrofagi, kao i B ćelije. Interakcija CD40-CD154 uzrokuje povećanu ekspresiju B7 na površini APC i na taj način pojačava interakciju B7-CD28 između APC i T ćelije. Interakcija CD154 na aktiviranoj T ćeliji sa CD40 eksprimiranim na B ćeliji igra ključnu ulogu u interakciji između T i B ćelija.

Molekuli adhezije: CD54 sa CD11a/CD18, CD58 sa CD2

Dva para adhezivnih interakcija jačaju i stabilizuju interakciju APC-T ćelija tokom nekoliko sati koje ćelije moraju da provedu u kontaktu za aktivaciju T ćelija. Prva interakcija je između CD54 (međućelijski adhezioni molekul 1 - ICAM-1), izražen na APC, i integrina CD11a/CD18 (antigen 1 - LFA-1 povezan sa funkcijom leukocita), eksprimiran na T ćeliji.

Druga interakcija je između CD58 (LFA-3) izraženog na APC i CD2 eksprimiranog na T ćeliji. Dodatno, pretpostavlja se da ove adhezivne interakcije usporavaju odvajanje APC od T ćelija nakon prve interakcije; ovo obezbeđuje potrebno vreme za TCR da skenira površinu APC u potrazi za odgovarajućim kompleksom MHC klase II - peptidom.

Imunološka sinapsa

Prema sadašnjim konceptima, kada APC i peptid stupe u interakciju sa CD4+ T ćelijom, formira se područje međućelijskog kontakta, koje se naziva imunološka sinapsa. Pored MHC-peptida i TCR kompleksa, sinapsu formiraju parovi molekula adhezije opisanih ranije i B7-CD28 molekula na površini T ćelije i APC. (Još nije odlučeno da li interakcija CD40-CD154 ulazi u sinapsu.) Osim toga, na strani T ćelija, sinapsa se formira signalnim molekulima koji se regrutuju iz T ćelije i proteina citoskeleta. Čini se da je sinapsa potrebna za održavanje signalizacije od ćelije do ćelije, koja se nastavlja sve dok se APC i T ćelija ne razdvoje nakon otprilike 8 sati kontakta.

Sinapsa se dinamički formira i razvija; njegov sastav i struktura se mijenjaju tokom vremena nakon prvog kontakta. Na primjer, upareni adhezioni molekuli CD54 (ICAM-1) i CD11a/CD18 (LFA-1) nalaze se u različitim zonama sinapse i pojavljuju se u različito vrijeme od trenutka prvog kontakta između stanica. Osim toga, drugi molekuli su uključeni ili isključeni iz sinapse nakon različitog vremena od trenutka prvog kontakta.

Dokazi iz nekoliko eksperimenata sugeriraju da nakon aktivacije T stanice reorganiziraju svoju strukturu, kako unutrašnji citoskelet tako i ćelijsku membranu. U T ćelijskoj membrani, lipidna struktura je nehomogena; formiraju takozvane mikrodomene, ili lipidne "splavove", obogaćene holesterolom i glikosfingolipidima. Kada se T ćelije aktiviraju, ovi lipidni "splavovi", koji su prethodno bili raspoređeni kroz membranu, povlače se prema sinapsi i donose sa sobom komponente međućelijskih signala. Ovo kretanje također gura molekule koji nisu uključeni u interakciju APC-a sa T ćelijom iz zone kontakta.

Međućelijski događaji tokom aktivacije CD4+ T ćelija

Mnoga nedavna istraživanja su bila posvećena identifikaciji sekvence aktivacionih događaja unutar CD4+ T ćelije nakon početnog kontakta sa APC koji eksprimira peptid povezan sa molekulom MHC klase II. Međutim, sve faze ovog složenog i međusobno povezanog procesa nisu u potpunosti shvaćene, iako je sigurno poznato da se aktivacijska kaskada širi određenim redoslijedom od površine ćelije kroz citoplazmu u jezgro. Također je poznato da se neki događaji dešavaju u sekundama, drugi u minutima, a neki satima nakon početka interakcije. Glavni događaji tokom aktivacije T ćelija opisani su na Sl. 10.3.

Start signal

Vezivanje MHC-peptidnog kompleksa za ekstracelularne varijabilne regione (Vα+Vβ) TCR-a rezultira transdukcijom signala kroz čvrsto vezane CD3 i ξ molekule u T ćeliju. Priroda trgovine membranama trenutno je nepoznata: može uključivati ​​agregaciju nekoliko TCR molekula u ćelijskoj membrani (slično prvim koracima aktivacije preko receptora B ćelija, kako je objašnjeno u nastavku) ili konformacijske promjene u transmembranskom području TCR-a. lancima.

Rice. 10.3. Intracelularni događaji tokom aktivacije T-limfocita. Radi jednostavnosti, prikazan je samo jedan lanac CD3, ξ i jedan fosforilirani ITAM. Narandžasti polukrugovi predstavljaju fosfatne grupe dodane aktiviranom molekulu

Fosforilacija kinaza, sklapanje i aktivacija signalnog kompleksa na ćelijskoj membrani

Nakon vezivanja liganda za TCR, jedan od prvih događaja otkrivenih u T ćeliji u roku od nekoliko sekundi je aktivacija tirozin kinaza, enzima koji aktiviraju proteine ​​vezivanjem fosfatnih grupa na ostatke tirozina. Tirozin kinaze su povezane sa citoplazmatskim regionima TCR kompleksa i CD4 molekula. (Smatra se da membranski protein CD45, tirozin fosfataza, aktivira ove kinaze uklanjanjem inhibitornih fosfatnih grupa.) Tirozin kinaza povezana sa CD3 naziva se Fyn, a tirozin kinaza povezana sa CD4 naziva se Lck. Obje pripadaju porodici tirozin kinaza poznatih kao Src (izgovara se "sark").

Kada se aktiviraju Fyn i Lck, oni se grupišu i aktiviraju CD3 regione i ξ lance koji sadrže prethodno opisane sekvence aktivacionog motiva koji sadrže imunoreceptor tirozin (ITAM). Ovo grupiranje (klaster) takođe regrutuje CD4, koji je u bliskoj vezi sa TCR kompleksom, kao što je prethodno opisano. Fosforilirane ITAM sekvence u CD3 i ξ služe kao mjesto vezivanja za drugu tirozin kinazu, ZAP-70 (pripada drugoj porodici tirozin kinaza, Syk). Ova faza se smatra ključnom za aktivaciju T ćelija jer kod nekih pacijenata koji nemaju ZAP-70, T ćelije ne reaguju na antigen. Pošto CD3 i ξ sadrže višestruke ITAM sekvence, više od jednog molekula ZAP-70 je vezano za ovaj kompleks signalnih proteina.

Tirozin kinaza povezana sa CD4 aktivira ZAP-70 kada je već vezan za multimolekularni kompleks signalnih proteina. Aktivirani ZAP-70 fosforilira različite proteine ​​unutar ćelije. Među najznačajnijim supstratima za aktivaciju ZAP-70 su adapterski molekuli. Ovi proteini nemaju enzimsku aktivnost, ali sadrže mnogo mjesta za vezivanje za druge proteine. Dva tipa ovih važnih adapterskih molekula fosforiliranih nakon aktivacije T ćelija, LAT i SLP-76, prikazana su na Sl. 10.3.

Fosforilirani adapteri su privučeni ćelijskom membranom, čime se povećava kompleks molekula za transdukciju signala koji se formira u imunološkoj sinapsi. Tako se na citoplazmatskoj strani T-ćelijske membrane sastavlja i aktivira multimolekularni proteinski kompleks koji se sastoji od molekula koji sekvencijalno prenose signal.

Aktivacija intracelularnih signalnih mehanizama

Aktivirani adapterski molekuli regrutirani za imunološku sinapsu vezuju enzime i druge adaptere koji aktiviraju nekoliko važnih intracelularnih signalnih puteva. Adapterski molekuli vezuju fosfolipazu C-γ (PLC-γ), koja, nakon fosforilacije ZAP-70, katalizuje destrukciju membranskog fosfolipida fosfotidilinozitol difosfata (P1P2).

Podijeljen je na dvije komponente: diacilglicerol (DAG), koji aktivira enzim protein kinazu C (PKC) povezan s membranom, koji aktivira kaskadu kinaze, što u konačnici dovodi do aktivacije faktora transkripcije NF-kB u citoplazmi, i inozitol trifosfat (IP3), povećava unutarćelijsku koncentraciju slobodnog kalcija, što zauzvrat aktivira citoplazmatski molekul kalcineurina, što dovodi do aktivacije faktora transkripcije NF-AT. Ovaj mehanizam je klinički značajan jer se imunosupresiv ciklosporin A, koji se koristi da spriječi odbacivanje transplantata između genetski različitih organizama, vezuje za kalcineurin i na taj način inhibira sljedeće korake u aktivaciji T-ćelija.

Aktivirani adapterski molekuli se također vezuju i aktiviraju proteine ​​koji vežu nukleotide gvanozina pod nazivom Ras i Rac, koji zauzvrat aktiviraju citoplazmatsku kaskadu protein kinaza aktiviranih mitogenom (MAP), što dovodi do aktivacije faktora transkripcije AP-1.

Sekrecija i proliferacija citokina

Kao što je prikazano na sl. 10.3, NF-κB, NF-AT, AP-1 i drugi aktivirani faktori transkripcije ulaze u jezgro T ćelije i selektivno se vezuju za regulatorne sekvence različitih gena. Kao rezultat toga, geni koji kodiraju citokin IL-2 i jedan lanac IL-2 receptora (IL2Ra; CD25) se transkribiraju i prevode (slika 10.4). IL-2Ra se vezuje za druge lance receptora kako bi formirao receptor visokog afiniteta za IL-2 na aktiviranoj T ćeliji. Unutar 24 sata, stanica se povećava u veličini (postaje T-ćelijska eksplozija) i počinje da luči IL-2 protein.

Rice. 10.4. Sekrecija IL-2 i njegova interakcija sa IL-2 receptorom visokog afiniteta, što dovodi do ekspanzije klona CD4+ T-ćelija

Interleukin-2 je faktor rasta T ćelija i vezuje se za receptor visokog afiniteta na istoj ili drugoj T ćeliji. Nakon otprilike 48 sati, DNK se sintetiše, a nakon otprilike 24 sata aktivirane CD4+ T ćelije počinju da se razmnožavaju, što dovodi do povećanja njihovog broja u tom konkretnom klonu T ćelija. Neke od ovih aktiviranih ćelija se razvijaju u CD4+ memorijske ćelije.

Uloge B7-CD28 i B7-CD152 u aktivaciji T ćelija

Prethodno je naglašena važnost interakcije članova porodice B7 sa CD28 za poboljšanje i podršku signala iz kompleksa peptid-MHC i TCR na naivnoj CD4+ T ćeliji. Kao što je već navedeno, vjeruje se da u odsustvu B7 - CD28 kostimulatornog signala, naivna CD4 + T ćelija ne proizvodi IL-2 i može ostati inaktivirana (anergična).

Kako interakcija B7-CD28 dovodi do "potpune" aktivacije T ćelija još nije u potpunosti shvaćeno, ali se vjeruje da je uključeno nekoliko različitih mehanizama. Jedan važan put je produženje životnog veka određenih mRNA, posebno IL-2 mRNA, kao rezultat aktivacije T ćelija preko CD28. Ovo rezultira povećanom sintezom proteina IL-2 u T ćelijama aktiviranim i prvim i drugim signalom u poređenju sa ćelijama aktiviranim samo preko TCR. Rezultati istraživanja također pokazuju da signal sa CD28 povećava vitalnost T ćelija indukujući ekspresiju proteina Bcl-x, koji inhibira apoptozu.

Nedavni dokazi takođe ukazuju da interakcija B7-CD28 mobiliše lipidne splavove unutar T ćelije; Na ovaj način, CD28 regrutuje molekule kao što su tirozin kinaze, koje su uključene u aktivaciju T ćelija, da ostanu u njima na mestu gde TCR dolazi u kontakt sa APC. Takođe se pokazalo da interakcija B7-CD28 aktivira kinazu zvanu fosfatidilinozitol 3-kinaza; aktivacija narednih koraka u ovom putu kinaze vjerovatno pojačava intracelularnu signalizaciju kroz TCR.

Prethodno je ukazano na mogućnost kontakta liganada na površini APC-a iz grupe B7 (CD80 i CD86) sa CD28-srodnim površinskim molekulom T ćelija CD152 (zvanom CTLA-4). Za razliku od CD28, koji se eksprimira na T ćelijama u mirovanju, ekspresija CD152 je indukovana usled aktivacije T ćelija.

Interakcija B7 sa CD152 prenosi negativan signal na aktiviranu T ćeliju. Isključuje proizvodnju IL-2, a time i proliferaciju T ćelija, ograničavajući trajanje imunološkog odgovora. Mehanizam negativnog efekta povezanog sa B7-CD152 nije potpuno jasan; kao u interakciji B7-CD28. vjerovatno je uključeno više biohemijskih mehanizama. Nedavni podaci sugeriraju da CD152 djeluje na imunološku sinapsu zamjenjujući ključne komponente signalnog kompleksa i/ili ograničavajući njihove funkcije.

Migracija iz limfnog čvora

Nekoliko dana nakon prvih faza aktivacije, aktivirane T ćelije i memorijske ćelije napuštaju limfni čvor i putuju u različite dijelove tijela, posebno one koji su bili izloženi ili inficirani patogenima. Migracija iz limfnog čvora povezana je s promjenom ekspresije površinskih molekula ćelije. Uglavnom na aktiviranim T ćelijama, smanjena je ekspresija CD64L (L-selektina ili MEL-14), naivnog receptora za vraćanje T ćelija koji omogućava ćelijama da uđu u limfni čvor.

Aktivirane T ćelije povećavaju ekspresiju drugih površinskih molekula ćelije kao što su CD49dCD29 integrin (VLA-4) i CD44. Ligandi za ove molekule se eksprimiraju izvan limfnog čvora u tkivima kao što je koža ili na mjestima upale. Nedavne studije takođe pokazuju da se aktivirane T ćelije razlikuju od naivnih T ćelija po ekspresiji hemokinskih receptora. Dakle, zbog ove promjene u ekspresiji homing molekula i kemokinskih receptora, aktivirane T ćelije i memorijske ćelije napuštaju limfni čvor i usmjeravaju se u tkiva.

R. Koiko, D. Sunshine, E. Benjamini

Nakon kontakta sa odgovarajućim antigenom predstavljenim od susjednih makrofaga, T limfociti specifični klon se umnožava, oslobađajući veliki broj aktiviranih, specifično reagujućih T ćelija, što odgovara oslobađanju antitela od strane aktiviranih B ćelija. Glavna razlika je u tome što se u limfu ne oslobađaju antitijela, već cijele aktivirane T ćelije. Zatim ulaze u krvotok i distribuiraju se po cijelom tijelu, prolazeći kroz zidove kapilara u tkivne prostore, odatle natrag u limfu i opet u krv, kružeći tijelom ponekad mjesecima ili čak godinama.

T ćelije limfocitne memorije takođe se formiraju, slično tome Memorijske B ćelije u sistemu antitijela. To znači da kada antigen aktivira klon T-limfocita, mnogi novoformirani limfociti se zadržavaju u limfoidnom tkivu, postajući dodatni T-limfociti tog specifičnog klona; ove memorijske ćelije su ravnomjerno raspoređene po limfnom tkivu cijelog tijela. Kada se isti antigen naknadno pojavi u bilo kojem dijelu tijela, aktivirane T ćelije se oslobađaju mnogo brže i u većem broju nego prilikom prvog izlaganja.

Ćelije koje predstavljaju antigen, MHC proteini i receptori za antigena na T limfocitima. Odgovori T ćelija su visoko specifični za antigen, poput odgovora antitela koje luče B ćelije, i jednako su važni u odbrani od infekcije. Zaista, T ćelije su neophodne i za pokretanje adaptivnih imunoloških odgovora i za eliminaciju invazijskih patogena.

B limfociti prepoznaju intaktne antigene dok poput T limfocita reaguju na antigene tek nakon što se vežu za specifične molekule zvane MHC proteini na površini ćelija koje predstavljaju antigen u limfoidnom tkivu. Tri glavne vrste ćelija koje predstavljaju antigen su makrofagi, B limfociti i dendritske ćelije. Dendritičke ćelije, najmoćnije od ćelija koje predstavljaju antigen, nalaze se u celom telu i njihova jedina poznata funkcija je predstavljanje antigena T ćelijama.

Za implementacija aktivacije T ćelija njihova veza sa ćelijama koje predstavljaju antigen mora biti dovoljno dugotrajna, a interakcija ćelijskih adhezivnih proteina je ključna za realizaciju ovog stanja.

MCG proteini su kodirani velikom grupom gena koji se nazivaju glavni kompleks histokompatibilnosti. MHC proteini vezuju peptidne fragmente antigenskih proteina koji su uništeni unutar ćelija koje predstavljaju antigen, a zatim ih transportuju do površine ćelije. Postoje dva tipa MHC proteina: (1) MHC-I proteini, koji predstavljaju antigene citotoksičnim T ćelijama; (2) MHC-II proteini koji predstavljaju antigene T pomoćnim ćelijama. Specifične funkcije citotoksičnih T stanica i T pomoćnih stanica su razmotrene u nastavku.

Antigeni na površini ćelija koje predstavljaju antigen vezuju se za receptorske molekule na površinama T ćelija na isti način kao što se vezuju za antitela na protein plazme. Ovi receptorski molekuli se sastoje od varijabilnog elementa sličnog varijabilnom regionu humoralnog antitela, ali u ovom slučaju matična regija varijabilnog elementa je čvrsto vezan za ćelijsku membranu T limfocita. Može postojati do 100.000 receptorskih mjesta na jednoj T ćeliji.