диссоциации и, подобно связыванию, в нем могут участвовать сигналы между Т-клетками и АРС, но об этих механизмах в настоящее время известно очень мало.

2.5.3. Клеточно-опосредованный иммунный ответ

Деление на гуморальный и клеточный иммунитет достаточно условно, т.к. в обоих случаях имеет место участие как Т-, так и В-лимфоцитов, а на вторжение инфекционного агента развиваются и гуморальный, и клеточный ответы.

Более того, как внутриклеточные, так и внеклеточные патогены при попадании в организм захватываются антигенпрезентирующими клетками (АРС), чаще всего макрофагами, перерабатываются ими ипредставляются синергичным Т-хелперам и В-лимфоцитам в виде комплексов с молекулами МНС класса I или II.

Антигенпрезентирующие клетки (APC)

Антиген является главным регулятором иммунного ответа [10], поскольку дифференцировка примитивных Т-клеток в те или иные эффекторные клетки зависит от цитокинов, секреция которых регулируется видом захваченного АРС антигена.

Каждый из этих типов клеток специализируется на переработке и представлении антигенов для примитивных Т-клеток. В свою очередь макрофаги и В-клетки являются также мишенями последующих эффекторных действий Т-клеток.

Только эти 3 типа клеток экспрессируют специализированные ко-стимуляторные молекулы, которые способны затем активировать примитивные Т-клетки. Макрофаги и В-клетки экспрессируют эти молекулы только когда активируются сами вследствие инфицирования.

Макрофаги обнаруживаются во всех зонах лимфоузлов и активно захватывают микробы и другие антигены.

Дендритные клетки, которые в лимфоидных тканях называют интердигитальными ретикулярными клетками – присутствуют только в Т-клеточных зонах лимфоузлов.

В-клетки – присутствуют в лимфоидных фолликулах лимфоузлов и селезенки и особенно эффективны при захватывании растворимых антигенов, таких как бактериальные токсины, с которыми они связываются специфически с помощью поверхностных Ig молекул.

Все специализированные АРС способны экспрессировать оба класса МНС-молекул. АРС представляют пептидные фрагменты захваченного антигена рециркулирующим Т-клеткам.

В результате первого связывания примитивных Т-клеток с антигеном, презентируемым АРС,

реализуется первичный иммунный ответ и генерируется иммунологическая память, которая обеспечивает защиту при последующем реинфицировании.

Роль эффекторных Т-клеток

Для участия в адаптивном иммунном ответе нативные (примитивные) Т-клетки должны быть активированы т.е. индуцированы к пролиферации и последующей дифференцировке в клетки, способные к удалению патогенов. Такие клетки называют эффекторными Т-клетками. Их основным свойством является способность действовать немедленно или очень быстро после связывания с МНС-пептидным комплексом на клетке-мишени.

Генерация эффекторных клеток из примитивных Т-клеток идет несколько дней. В конце этого периода эффекторные Т-клетки покидают лимфоидные органы, возвращаются в кровеносное русло и могут мигрировать в места инфекций. Активация примитивных Т-клеток при первичной встрече с антигеном на поверхности профессиональных АРС называемая праймингом, требует распознавания ими чужеродных пептидных фрагментов, связанных с собственными МНС-молекулами. Кроме того, требуется одновременное поступление ко-стимулирующего сигнала от специализированных профессиональных АРС.

Таким образом, Т-клетки, которые встретили специфический антиген, представленный АРС, активируются, пролиферируют и дифференцируются в эффекторные клетки, а эффекторные Т- клетки оставляют лимфоузлы через эфферентные лимфатические сосуды и входят в циркуляцию.

Эффекторные Т-клетки делят на 3 функциональных класса:

–CD8 Т-клетки – цитотоксические – распознают антигены, происходящие из возбудителей, размножающихся внутри клетки (интрацеллюлярные) и представляемые на клеточную поверхность с помощью молекул МНС класса I. К ним относятся вирусы, микобактерии и т.п. CD8 Т-клетки убивают инфицированную клетку, но при этом сами выживают.

CD4 Т-клетки распознат пептиды, связанные с молекулами МНС-класса II, и в свою очередь разделяются на 2 функциональных типа:

–CD4 (Th1) – воспалительные Т-клетки – вызывают активацию инфицированных макрофагов, что приводит к разрушению внутриклеточных микроорганизмов, синтезируют IFN-γ, ИЛ-2, стимулируют размножение и дифференцировку CD8 Т-клеток, за счет выработки ИЛ-2, стимулируют размножение и усиливают активность NK-клеток. Таким образом, воспалительные CD4 T-клетки специализируются на активации макрофагов, содержащих внутри антигены. После активации воспалительные CD4 T-клетки (Th1) активируют макрофаги, что, в свою очередь, вызывает разрушение интрацеллюлярных микроорганизмов. Th1 секретируют IFN-γ и другие эффекторные молекулы, а также TFN.

–CD4 (Th2) – Т-хелперные – активируют специфические В-лимфоциты, вызывая дифференцировку их в антителопродуцирующие клетки. Хелперные CD4 Т-клетки специализируются на активации В-лимфоцитов. Они секретируют ростовые факторы: IL-4, IL-5, IL- 6, играющие важную роль в активации В-клеток, а также ИЛ-10. Th2-клетки экспрессируют мембран-связанные адгезивные молекулы CD40-ligand, которые, связываясь с CD40 рецептором на В-лимфоцитах, индуцируют пролиферацию В-клеток. Эти процессы лежат в основе гуморального иммунитета.

Однако не все клоны Т-хелперов можно разделить на Th1 и Th2. Есть клетки, которые секретируют все типы цитокинов. Эти клетки обозначают как Т-хелперы тип 0 (Th0). Они могут быть общими прекурсорами Th1 и Th2 клеток или могут быть третьей эффекторной по-пуляцией Т-хелперов.

Всвою очередь, цитокины вовлекаются в регуляцию дифференцировки Th субпопуляций:

–IFN-γ ингибирует пролиферацию Th2 клонов, но не влияет на продукцию ими цитокинов;

–ИЛ-12 – это цитокин, оказывающий мощные эффекты на Th1 клетки. ИЛ-12 продуцируется моноцитами, макрофагами и В-клетками и требуется для оптимальной продукции IFN-γ. Показано, что ИЛ-12 – это обязательный фактор для генерации Th1.

Эти факты свидетельствуют, что IFN-γ и ИЛ-12 можно рассматривать в качестве иммунорегуляторов, способных вмешиваться в клональную экспансию и эффекторные функции Th2 клеток. Кроме того, при нарушении продукции ИЛ-4 Th1 клетками может происходить регуляция развития Th0 клеток в Th2, что приводит к восстановлению продукции ИЛ-4. В итоге, баланс ИЛ-4 и ИЛ-12 обеспечивает дифференцировку Th0 клеток в Th1 и Th2 [89].

Дифференцировка нативных CD4 Т-клеток в эффекторные клетки зависит от цитокинов, индукция которых регулируется главным образом антигеном [89]:

1. Внутриклеточные патогены (в основном вирусы и некоторые бактерии) индуцируют секрецию

макрофагами ИЛ-12, который в свою очередь может активировать NK-клетки и выделение ими IFN-γ. Нативные CD4 Т-клетки, активированные в присутствии ИЛ-12 и IFN-γ, коммитированы к дифференцировке в Th1-клетки. Тh1-лимфоциты стимулируют пролиферацию и дифференцировку CD8-клетoк и превращение их в зрелые Т-киллеры. Так происходит индукция воспалительного или клеточно-опосредованного ответа.

2.Внеклеточные возбудители в основном могут стимулировать другие клетки к выделению ИЛ-4. Нативные CD4 Т-клетки, активирующиеся в присутствии ИЛ-4, коммитированы к дифференцировке в Th2-клетки. Эти клетки выделяют цитокины, опосредующие клональную экспансия и дифференцировку в плазматические клетки стимулированных антигеном В- лимфоцитов. Так происходит индукция гуморального иммунного ответа.

В противоположность, ингибируют генерирование воспалительных Th1 клеток цитокины ИЛ-4 и ИЛ10, а ингибируют пролиферацию хелперных Т-клеток (Th2) – другой цитокин, а именно: IFN-γ.

Клетки, на которые оказывают действие эффекторные Т-клетки, называют клетками-мишенями. Таким образом, цитокины в ранней фазе инфекции влияют на функциональную дифференцировку CD4 Т-клеток. Это главная часть адаптивного иммунного ответа, обеспечивающая в ответ на антиген либо продукцию антител, либо активацию макрофагов и Т-киллеров.

Помимо указанных молекул, все 3 класса эффекторных Т-клеток экспрессируют мембранассоциированные адгезивные эффекторные молекулы, которые, подобно цитокинам, индуци-руются благодаря распознаванию антигена на клетке-мишени и представлены соответственно: Fas-Ligand

на CTL, CD40-Ligand на Th2, TNF на Th1.

Механизмы T-клеточно-опосредованной цитоксичности

Эффекторные функции Т-клеток опосредуются благодаря индукции экспрессии как мембрансвязанных, так и секретируемых молекул. Эффекторные Т-клетки секретируют молекулы, которые разделяются на 2 больших класса:

1.Цитотоксины - которые выделяются CD8 Т-клетками и некоторыми воспалительными (Th1) CD4.

2.Цитокины - которые выделяются всеми эффекторными Т-клетками и являются медиаторами эффекторных действий CD4 Т-клеток.

Цитотоксины не являются специфическими и могут действовать на все виды клеток. Цитокины действуют благодаря специфическим рецепторам к ним на клетке-мишени, а основные эффекторные действия CD4 Т-клеток направлены именно на специализированные клетки, экспрессирующие эти рецепторы.

К цитотоксинам, секретируемым CD8 Т-клетками, относятся: перфорин-1, который создает "дыру" в мембране клетки-мишени; гранзимы, которые представлены протеазой и часто IFN-a. К мембрансвязанным эффекторным молекулам на CD8 Т-клетках относят Fas-ligand, связывание которого с Fas рецептором индуцирует апоптоз клетки-мишени. Апоптоз - это генетически запрограммированная гибель клетки.

Как известно, все вирусы и некоторые бактерии размножаются в цитоплазме инфицированных клеток. Кроме того, вирусы - это патогены, которые не имеют собственных биосинтетических или метаболических аппаратов и могут реплицироваться только внутри клетки. Находясь внутри клеток, эти патогены остаются нечувствительными к антибиотикам и могут быть элиминированы только благодаря разрушению инфицированных клеток.

Таким образом, главная роль CTL - ограничение интрацеллюлярных инфекций, таких как вирусные инфекции и внутрицитоплазматические бактерии, некоторые протозойные инфекции (например токсоплазмоз).

В основе механизмов Т-клеточной цитотоксичности лежат следующие процессы (рис. 2а):

–специфическое разпознавание антигена;

–соединение CTL и клеток-мишеней благодаря механизмам адгезии (Fas-ligand и Fas-рецептор - это связывание приводит к индукции апоптоза клетки-мишени);

–выделение перфорина-1 - протеина, который вызывает "дыру" в мембране клетки-мишени, через которую внутрь клетки входят фрагментины (протеазы, гранзимы). Фрагментины так же способны индуцировать апоптоз клеток-мишеней;

–CD8 Т-клетки продуцируют IFN-γ, который ингибирует репликацию вирусов, а также важен для индукции экспрессии молекул МНС класса 1 и активации макрофагов.

CTL убивают клетки-мишени с высокой точностью, с минимальным вредом для соседних клеток. Эта точность - гарантия минимизации разрушения тканей.

Рис. 2. Индукция клеточно-опосредованного иммунного ответа: а) роль CD8 T-лимфоцитов; б) роль CD4 (Th1)-лимфоцитов

Механизмы эффекторного действия воспалительных CD4 T-клеток (Th1)

Макрофаги активируются благодаря воспалительным CD4 Т-клеткам. Некоторые микроорганизмы, такие как микобактерии (туберкулез, лепра) - это интрацеллюлярные патогены, которые находятся в везикулах, называемых фаголизосомы, макрофагов, где они недоступны для действия как антител, так и CTL.

Эти микробы обычно сохраняют себя внутри фагоцита благодаря ингибиции слияния лизосомы с фаголизосомой, в которой они растут, или благодаря предупреждению излияния этих везикул, для чего требуется активация лизосомальных протеаз. Такие микроорганизмы элиминируются, когда происходит активация макрофагов с помощью воспалительных CD4 Т-клеток, т.е. воспалительные CD4 Т-клетки координируют ответ к интрацеллюлярным бактериям и паразитам.

Зрелые CD4 Т-клетки (Th1) координируют иммунный ответ на эти интрацеллюлярные патогены благодаря синтезу и секреции комплекса цитокинов, которые действуют как локально, так и дистанционно.