Антигенпрезентирующие клетки. Дендритные клетки: роль в антигенпрезентации. Естественные киллеры: характеристика, механизмы цитотоксичности

Механизм презентации антигенов

Презентация антигенов проходит в несколько этапов:

1. поглощение антигена АП-клеткой и заключение его в везикулу;

2. ферментативное расщепление (процессинг) антигена в цитоплазме АПК;

3. связывание антигенных пептидов с молекулами ГКГС II класса;

4. транспортировка комплекса на поверхность клеточной мембраны, где происходит их распознавание.

Презентация антигенов, которые находятся в цитозоле клетки (а не в эндоцитозной везикуле), осуществляется схожим образом, однако на мембране клетки они экспрессируются в комплексе с молекулами ГКГС I класса.

Разница заключается в том, что при экспрессии АП-клетками частиц антигена в комплексе с молекулами ГКГС II класса они способны распознаваться наивными Т-хелперами (CD4+-лимфоцитами), что приводит к целому каскаду иммунных реакций. Антигены в комплексе с молекулами ГКГС I класса распознаются Т-киллерами (CD8+ -лимфоцитами) и результатом является лизис только лишь одной клетки, экспрессирующей «чужие» антигены.

Поэтому антигенпрезентирующими считают только те клетки, которые способны представлять антигены в комплексе с молекулами ГКГС II класса.

Антигенпрезентирующие клетки. Дендритные клетки

К антигенпрезентирующим (антигенпредставляющим) клеткам относятся:

• профессиональные АПК (работают с высокой эффективностью и постоянно синтезируют молекулы ГКГС II класса):

  • дендритные клетки;

  • В-лимфоциты;

  • макрофаги;

• непрофессиональные АПК (работают с низкой эффективностью, синтезируют молекулы ГКГС II класса только при стимуляции цитокинами, например γ-интерфероном):

  • фибробласты;

  • эндотелиоциты;

  • глиальные клетки;

  • эпителиоциты тимуса и щитовидной железы и некоторые др.

Самыми эффективными среди антигенпрезентирующих клеток являются дендритные клетки. Они характеризуются следующим:

• по морфологии – крупные, с многочисленными разветвленными отростками, которые обеспечивают большую площадь взаимодействия с антигенами;

• распространены во всем организме, но больше в покровных тканях и лимфоидных органах;

• продуцируют цитокины, которые определяют характер иммунного ответа.

Выделяют две субпопуляции дендритных клеток:

1. миелоидные дендритные клетки:

   • образуются из миелоидного гемопоэтического предшественника;

   • запускают преимущественно клеточный иммунный ответ (презентируют антигены Т-хелперам 1-го типа и выделяют соответствующие цитокины);

   • особенно много в слизистых оболочках и коже (клетки Лангерганса);

   • клетки Лангерганса действуют особым образом: после связывания и процессинга антигена они перемещаются в Т-зоны лимфоузлов и лишь затем, превращаясь в интердигитальные клетки, экспрессируют антиген вместе с ГКГС II класса;

2. плазмоцитоидные дендритные клетки:

   • образуются из лимфоидного гемопоэтического предшественника;

   • запускают преимущественно гуморальный иммунный ответ (презентируют антигены Т-хелперам 2-го типа и выделяют соответствующие цитокины);

   • являются главными источниками интерферонов;

   • располагаются преимущественно в лимфатических узлах и селезенке;

   • несут на поверхности не только молекулы ГКГС II, но и комплексы антиген-антитело, которые презентируют при помощи Fc-рецептора антитела.

Естественные киллеры (NK-клетки)

• крупные клетки с азурофильными гранулами;

• составляют ~10% лимфоцитов крови, накапливаются в печени, легких и селезенке;

• не умеют распознавать ни антигены, ни образы патогенности;

• секретируют некоторые цитокины, особенно γ-интерферон;

• активируются некоторыми цитокинами (ИЛ-12, ИЛ-2), но способны выполнять свои функции и без предварительной активации;

• наибольшую роль играют в противовирусном и противоопухолевом иммунитете.

Механизм действия NK-клеток является уникальным для иммунных клеток, поскольку в его основе лежит не распознавание «чужого», а распознавание измененного «своего»:

1. Естественные киллеры постоянно и хаотично «проверяют» встречающиеся на их пути клетки, при этом происходит взаимодействие с двумя видами рецепторов NK-клеток:

   • активирующими рецепторами, лигандами которых являются особые молекулы клеточного происхождения (не чужеродные), появляющиеся только на инфицированных, трансформированных или подвергшихся стрессорному действию клетках;

   • ингибирующими рецепторами, лигандами которых являются молекулы ГКГС I.

2. При отсутствии активирующего лиганда ответ NK-клетки отсутствует. При наличии активирующего лиганда и отсутствии нормального ГКГС I, развивается сильный ответ. Если есть и активирующий лиганд, и ГКГС I, сила ответа зависит от баланса сигналов.

3. Основной ответ NK-клетки – цитотоксический: белок перфорин образует в мембране атакованной клетки канал, в который впрыскиваются гранзимы. Дальнейший каскад выглядит следующим образом: гранзимы → сериновые протеазы → эндонуклеазы → фрагментация ДНК → апоптоз.

4. NK-клетки также способны к проявлению антителозависимой цитотоксичности: соединяясь с Fc-фрагментом антител, связавшихся с антигеном на поверхности клетки, они обеспечивают лизис этой клетки.