Т-лімфоцит), або Т-супресор і виконувати різні функції залежно від потреб організму.

Донедавна беззаперечно визнавали існування СЮ8+-супресорних клітин, що разом із С04+-клітинами належали до імунорегуляторних субпопуляцій. Однак дані останніх років, особливо відкриття Thl і Th2, внесли деякі сумніви щодо існування постульованих раніше супресорних С08+-клітин, хоча функціональних доказів достатньо. У зв’язку з цим передбачено, що здатність Th2 продукувати супресорний ІЛ-10 і є тим моментом, який дозволяє Thl і Th2 без участі інших клітин реалізовувати регуляторний потенціал імунної відповіді.

Майбутні дослідження покажуть, чи існує морфологічно окреслений тип Т-лімфоцитів-супресорів, чи імунорегуляторна роль буде цілком закріплена за співвідношенням субпопуляцій Thl і Th2. Проте сьогодні продовжують вважати, що CD8+-клітини-кілери (супресори) існують, а співвідношення Th:Ts є важливим імунорегуляторним індексом, який відіграє значну роль у підтриманні нормальної імунної відповіді. Більш того, недавно отримано докази існування морфологічної структури на поверхні С08+-клітин, за допомогою якої цю субпопуляцію можна поділити на дві, функціонально різні групи клітин: кілери і супресори. За наявними даними, для Т-кілерів характерним є поверхневий фенотип CD8+CD28+, а для Т-супресорів — CD8+CD28 (М.Е. North і співавт., 1998).

Отже, насамперед охарактеризуємо СБ8+-лімфоцити, які виконують цитотоксичні функції. Ці лімфоцити реалізують специфічні клітинні реакції імунітету: беруть участь у механізмах відторгнення алотрансплантатів, реакціях аутоімунітету, руйнують вірусінфіковані і пухлинні клітини.

Таким чином, Т-лімфоцит-кілер — основна ефекторна клітина клітинно-опосередкованого імунітету, яка здійснює лізис мішеней, забезпечує генетичну сталість внутрішнього середовища організму.

Нагадаємо, що в периферійній крові і у вторинних лімфоїдних органах Т-кілер перебуває в стані спокою, — так звана зріла спочиваюча СБ8+-клітина. Для того щоб відбулося її диференціювання в зрілий Т-кілер, здатний здійснювати кілінговий ефект, потрібно кілька умов. По-перше, необхідно розпізнати чужорідний антиген; по-друге, потрібен час для створення клону специфічних Т-кілерів, здатних справити відчутний вплив. Для розпізнавання чужорідного антигену в СБ8+-клітині, так само як і в CD4+, є антигенрозпізнавальний клітинний рецептор у комплексі з CD3-структурою. Так само, як і у випадку з СБ4+-клітиною (хелпером), С08+-клітина (кілер) розпізнає

не весь чужорідний антиген, а його блоки, так звані домінантні пептиди, розташовані на поверхні АПК у поєднанні з молекулами ГКГ. Однак існує принципова відмінність у «роботі» С04+-клітин (хелперів) і С08+-клітин (кілерів) під час розпізнавання антигенів.

Так, С04+-клітини (Т-лімфоцити-хелпери) можуть розпізнати чужорідний пептид, лише якщо він поєднаний (презентується) із молекулами гістосумісності II класу на поверхні АПК. У нормі в організмі таких клітин небагато — це моноцити-макрофаги, В-лімфоцити і дендритні клітини, які здатні поглинати чужорідний матеріал, що потрапив до організму, переробляти (процесувати) його за допомогою цілої низки ферментів, розрізаючи антиген на блоки-пептиди, а потім транспортувати їх із глибини клітини на її поверхню разом із молекулами гістосумісності II класу. Тільки після цього С04+-клітина (хелпер) зможе розпізнати ці чужорідні, так звані екзогенні, пептиди; це спричинить активацію і проліферацію С04+-клітин із наступним диференціюванням на Thl і Th2, про що вже згадувалося.

Зовсім інакше відбувається розпізнавання пептидів CD8+-клітиною (Т-лімфоцитом-кілером). Основна відмінність полягає в тому, що пептид подано для розпізнавання (презентовано) у складі молекули гістосумісності І класу, а не II класу, як для хелперів. Це дуже важливий момент, оскільки молекули гістосумісності І класу присутні на всіх ядерних клітинах організму. Виходячи з цього, всі зміни гомеостазу організму, що відбуваються на внутрішньоклітинному рівні, будуть відображатися на мембрані клітини у вигляді так званих ендогенних пептидів, які перебувають у складі молекул гістосумісності І класу. Та або інша зміна гомеостазу клітини перетворює її на чужорідну (наприклад, мутація, ураження вірусом тощо). С08+-Клітина (кілер) розпізнає це за пептидами, проактивується і зруйнує таку змінену клітину. Таким чином, С08+-Т-клітина (кілер), яка розпізнає ендогенні пептиди в складі молекул гістосумісності І класу, які є на мембрані всіх ядерних клітин організму, виконує своєрідну цензорну функцію, що дозволяє імунній системі здійснювати контроль за станом внутрішнього середовища організму. Варто додати, що за допомогою молекул гістосумісності І класу презентовано також екзогенні пептиди, «зроблені» із внутрішньоклітинних паразитів, наприклад вірусів.

Існує ще одна умова, необхідна для дозрівання цитотоксичних С08+-клітин: після розпізнавання чужорідного пептиду ці клітини повинні одержати додатковий сигнал від CD4+-KiiraH (хелперів), що дозволить їм ділитися (проліферувати), у результаті чого з однієї

64

клітини утвориться цілий клон (група) клітин, які володіють однією специфічністю і достатнім потенціалом для реалізації клітинної імунної відповіді. Звідси стає зрозумілим, наскільки важлива здатність клітин проліферувати. Сигнал до проліферації СЕ)4+-клітина (хелпер) подає за допомогою ІЛ-2, який вона продукує; для сприйняття цього сигналу на С08+-клітині (кілері) є рецептор до ІЛ-2.

Більш точна хронологія подій полягає в наступному. Після поглинання антигену активований макрофаг серед іншого продукує IJI-1, одне з основних завдань якого — «змусити» Т-лімфоцити-хелпери продукувати ІЛ-2. Одночасно під впливом ІЛ-Гна поверхні лімфоцитів з’являється рецептор до ІЛ-2. Якщо імунна відповідь піде клітинним шляхом, то Т-лімфоцит-кілер після розпізнавання чужорідного пептиду одержить додатковий сигнал у вигляді ІЛ- 2 і почне проліферувати.

Розглянемо цитотоксичну реакцію на прикладі руйнування вірусінфікованих клітин (див. мал. 2). У разі появи в організмі вірусінфікованих клітин, СБ8+-Т-лімфоцити (кілери) розпізнають вірусний антиген, презентований їм разом із молекулою ГКГ класу І на поверхні цієї клітини. У свою чергу С04+-Т-лімфоцит (хелпер) розпізнає вірусний антиген, презентований йому з молекулою ГКГ класу II АПК, наприклад макрофага. Одночасно макрофаг продукує ІЛ-1, який запускає інтерлейкіновий каскад. Хелперний Т-лімфоцит секретує ІЛ-2, що дозволяє попереднику цитотоксичної С08+-Т-клітини проліферувати, що призводить до утворення клону вірусспецифічних клітин-кілерів. Надалі цитотоксичні Т-клітини руйнують вірусінфіковані клітини. Одночасно з клітинною відповіддю на вірус розвивається і гуморальна відповідь, яка завершується продукцією специфічних антитіл. Тут також дуже важлива роль CD4+-клітин (хелперів).

Механізм цитолітичної дії Т-лімфоцитів-кілерів нині подано в такий спосіб: на першому етапі (програмування лізису) між клітиною-ефектором (кілером) і клітиною-мішенню встановлено специфічний контакт; на другому етапі (летального удару) клітини-кілери впливають літично на клітини-мішені; на третьому (заключному) етапі здійснюється безпосереднє ушкодження клітин-мішеней. Під час цитотоксичної реакції руйнуються тільки клітини-мішені: кілерні клітини після летального удару відокремлюються бід клітин-мішеней. Таким чином, Т-кілери лише запускають цитолітичну реакцію, але не беруть участі в безпосередньому руйнуванні клітин-мішеней. Сама кілерна клітина може брати участь у послідовному руйнуванні кількох клітин-мішеней, залишаючись при цьому непошкодженою та функціонально активною.

Мал. 2. Етапи «дозрівання» цитотоксичних Т-лімфоцитів (С08+-клітин) при вірусній інфекції (пояснення в тексті)

Убиті вірусні вакцини не активують С08+-Т-клітини (кілери), тому що вірус не реплікується в ураженій клітині, і, отже, вірусні епітопи (пептиди) не презентуються в асоціації з молекулами ГКГ класу І і не розпізнаються С08+-клітинами.

Варто врахувати, що активування Т-клітини не є простою функцією «включення—виключення». Зв’язування епітопів (пептидів) Т-клітинним розпізнавальним рецептором може призводити або до повної активації Т-клітин, або до часткової, чи, нарешті, не спричинює активацію. Все це залежить від того, на якому етапі перериваються сигнали трансдукції, що йдуть усередину клітини, тобто наскільки даний пептид-епітоп може індукувати цей сигнал трансдукції.

Для більшої стабілізації Т-лімфоцитів і АПК, що взаємодіють між собою, в імунній відповіді необхідні також так звані стимулювальні

В 6-1765

66

сигнали. Вони полягають у наступному: на Т-лімфоцитах є білок LFA-1, який зв’язується з відповідним білком ІСАМ-1 на АПК. Крім того, на поверхні Т-лімфоцитів є білок CD28, який з’єднується з білком CD80 на АПК. Для повної активації Т-лімфоцитів зв’язок CD28 і CD80 вкрай необхідний. Якщо цього контакту не буде, то настане анергія, або апоптоз Т-лімфоцита.

АПОПТОЗ

Термін «апоптоз» з’явився в літературі в 1972 р. на позначення особливого типу загибелі клітин, відмінного від некрозу. Встановлено, що в клітинах організму існує генетична програма, яка забезпечує життєвий цикл певної тривалості і за певних фізіологічних або патологічних умов вмикає програму загибелі клітини.

Таким чином, апоптоз, або запрограмована (фізіологічна) смерть клітини є тим механізмом, за допомогою якого здійснюється генетична програма клітинної загибелі. Морфологічно апоптоз характеризується конденсацією хроматину, фрагментацією ДНК і зміною мембрани клітини. Зрештою клітина фрагментується і піддається фагоцитуванню без розвитку запального процесу.

Апоптоз відіграє важливу роль у наступних нормальних біологічних процесах: ембріональному розвитку; регуляції складу і чисельності клітинних популяцій у тканинах дорослого організму (наприклад у відновленні клітин імунної системи); різного роду гормональних перебудовах організму (наприклад атрофія ендометрія під час менструації).

Важлива роль апоптозу і при різних патологічних процесах. Найповніше її вивчено при розвитку пухлин. З одного боку, розвиток пухлини (гіперплазія) у деяких випадках може бути наслідком не посилення мітозу, а послаблення апоптозу. З іншого боку, посилення апоптозу має значення при регресії пухлин — сьогодні це один з актуальних напрямків лікування пухлин.

Таким чином, апоптоз є загальним механізмом регульованої (запрограмованої) загибелі клітин під час перебігу нормальних і патологічних процесів.

Які ж структури з боку імунної системи і клітини-мішені беруть участь в активації механізму апоптозу?

Одним із мембранних клітинних рецепторів, відповідальних за контрольований тканинний гомеостаз і імунну відповідь, є білок із молекулярною масою 45 kD, що одержав назву Fas-рецептора (CD95/APO-1). Він експресується на клітинах багатьох тканин, у тому числі селезінки, лімфатичних вузлів, печінки, легенів, нирок, яєчників тощо.

67

Роль цього рецептора в «долі» клітин, зокрема гемопоетичних, надзвичайно важлива, оскільки пов’язана зі швидкістю дозрівання і відновлення клітинного пулу. У мишей із відсутністю на мембрані імунних клітин Fas-рецептора розвивалися генералізована лімф-аденопатія, лімфоцитоз, сплено- і гепатомегалія.

Крім Fas-рецептора на поверхні багатьох клітин, у тому числі Т-лімфоцитів, нейтрофілів, макрофагів, тимоцитів тощо, є ще один мембранний білок із молекулярною масою 4,0 • 104 D — Fas-ліганд (FasL). Він належить до родини ПНФ. Його вперше було виявлено на мембрані активованих Т-лімфоцитів. Згодом було встановлено, що FasL може експресуватися на клітинах будь-якого типу (крім зазначеного) у відповідь на різноманітні стимули, наприклад на макрофагах, інфікованих ВІЛ-інфекцією, гепатоцитах, оброблених хіміопрепаратами, а також на інших клітинах при їх пухлинній трансформації.

Fas-ліганд має розчинну форму у вигляді білка з молекулярною масою 1,7 • 104 D.

Зв’язування Fas-рецептора з FasL призводить до активації механізмів апоптозу. При цьому мембранозв’язана форма FasL вмикає сигнал апоптозу під час прямого контакту клітини з клітиною, тоді як розчинна форма FasL відповідальна за кілінг клітин за типом аутокринного самогубства або паракринної смерті прилеглої клітини.

Щодо специфічних Т-лімфоцитів-кілерів, варто підкреслити, що вони реалізують свою кілінгову функцію, активуючи апоптоз, двома незалежними шляхами.

Перший шлях індукції апоптозу — впровадження в клітину-мішень перфорингранзимвмісних гранул (мал. 3).

Після специфічного розпізнавання С08+-Т-клітиною за рахунок її антигенрозпізнавального рецептора чужорідного пептиду, розташованого на мембрані клітини-мішені в складі молекули гістосумісності класу І, у С08+-клітині (кілері) утвориться спеціальний білок перфорин, здатний формувати пори в мембрані клітини-мішені. Крім того, у С08+-клітині утворюється ціла родина серинових протеаз, зібраних у гранули і названих гранзимами; найважливішу роль із них відіграє гранзим В. На етапі летального удару («поцілунку смерті») під час взаємодії Т-кілера і клітини-мішені перфорин ушкоджує («пунктує») мембрану клітини-мішені, і розчинні гранзими потрапляють усередину клітини. Тут вони активують цілу серію цистеїнових протеаз — каспаз (на сьогодні їх відомо 10). У результаті -увімкнено» механізм апоптозу, який завершується активацією L-мдонуклеаз і фрагментацією ядра (див. мал. 3).

68

Т-Лімфоцит-кілер

Мал. 3. Летальний удар («поцілунок смерті») Т-лімфоцита-кілера Примітка. Гранзим, зокрема гранзим В, активує каспазу 10; взаємодія Fas і FasL активує каспазу 8; взаємодія ПНФ-а і ПНФ активує каспазу 2. Усі вони у свою чергу здатні активувати каспазу 3. Цю каспазу активує також цитохром С. Каспаза 3 активує каспазу 7, яка у свою чергу активує ядерні ендонуклеази, що призводить до загибелі клітини. Крім того, гранзим В здатний прямо активувати каспазу 3 і каспазу 7

Таким чином, описана вище дегрануляція цитотоксичних Т-лімфоцитів і перфориніндукований апоптоз клітин є завершальним етапом специфічного процесу, який вимагає попередньої взаємодії Т-клітинного рецептора і комплексу “молекула ГКГ — пептид для розпізнавання специфічної клітини-мішені”. Дотепер цей механізм руйнування клітин під впливом Т-лімфоцитів-кілерів вважають класичним у разі розвитку реакції відторгнення алогенних трансплантатів, аутоімунної патології, руйнування вірусінфікованих і пухлинних клітин.

Другий шлях індукції апоптозу — зв’язування FasL, наявного на поверхні С08+-клітини (кілера), із Fas-рецептором на поверхні відповідної клітини-мішені.

Одночасно з першим, специфічним, механізмом кілінгу Т-кілер «вмикає» другий, неспецифічний, за рахунок зв’язування свого FasL з Fas-рецептором клітини-мішені. Це також призводить до активації цистеїнових протеаз і включення механізму апоптозу.

Подібний механізм загибелі клітини розвивається ще й під впливом ПК-клітин, ПНФ-а і цитохрому С (останній визволено мітохондріями стресованої клітини-мішені; див. мал. 3).

Т-ЛІМФОЦИТИ-СУПРЕСОРИ

Надзвичайно важливою регуляторною функцією Т-лімфоцитів є пригнічення (супресія) імунної відповіді — найбільш суперечлива з усіх функцій лімфоцитів. Як згадувалося вище, сьогодні піддано сумніву існування Т- лімфоцитів-супресорів як морфологічно окресленої субпопуляції Т-клітин. Проте визнано, що певні Т-клітини можуть супресувати (пригнічувати) імунну відповідь, зокрема продукцію антитіл. Порушення такої регуляторної функції може призводити до необмеженої продукції антитіл стосовно власних антигенів і зрештою виявитися причиною аутоімунного захворювання. Щодо конкретних субпопуляцій, які реалізують супресорні функції, є докази того, шо в деяких ситуаціях супресорну функцію можуть виконувати С08+-клітини, однак інгібіторні лімфокіни, продуковані субпопуляціями Thl і Th2, також відіграють значну роль у пригніченні імунної відповіді. Якщо продукується UI-10 Th2, то буде пригнічуватися клітинна імунна відповідь, а якщо у-ІНФ Thl — гуморальна відповідь.

У будь-якому разі, за дисбалансу в кількості або активності CD4+— і С08+-клітин механізми імунної відповіді буде порушено. Так, при лепроматозній лепрі спостерігають необмежену реплікацію мікобактерій лепри, яка відображає достатність сповільненої гіперчутливості стосовно мікробних антигенів, і, отже, недостатність клітинного імунітету стосовно цього організму. При цьому ж спостерігають надлишок С08+-клітин. Доведено, що видалення певної кількості цих клітин може відновити клітинний імунітет у таких хворих і лімітувати розвиток лепроматозних бактерій.

При ВІЛ-індукованому синдромі набутого імунодефіциту (СНІД) співвідношення CD4+- і СЮ8+-клітин знижене внаслідок руйнування у хворих С04+-клітин під впливом вірусу, що зумовив іахворювання. При цьому збільшується кількість СЕ)8+-клітин. Такий дисбаланс в імунорегуляторних субпопуляціях — зниження хелперної активності і підвищення супресорної — є причиною підвищення чутливості хворих на СНІД до опортуністичної інфекції і розвитку пухлин.

70

В-ЛІМФОЦИТИ

В-Лімфоцити здатні виконувати дві важливі функції:

1) диференціюватися в плазматичні клітини і продукувати антитіла;

2) виступати в ролі АПК.

Як згадувалося, у процесі ембріогенезу стовбурова клітина, із якої утворюються В-лімфоцити, мігрує в кістковий мозок, де і залишається протягом усього життя конкретної людини. Таким чином, у людини після народження В-лімфоцити утворюються зі стовбурової клітини в кістковому мозку під впливом кістковомозкового мікрооточення і, на відміну від Т-лімфоцитів, не вимагають для свого дозрівання проходження через загруднинну залозу.

Дозрівання В-лімфоцитів відбувається в дві фази.

Перша фаза — антигеннезалежна, починається в кістковому мозку і завершується утворенням зрілого спочиваючого В-лімфоцита, відмінною рисою якого є наявність на його поверхні антигенрозпізнавального рецептора (мал. 4).

Легкі ланцюги

Мал. 4. Схематичне відтворення В-клітинного антигенрозпізнавального рецептора. Fab — антиген-зв язувальнии фрагмент; Fc — фрагмент, що кристалізується

Це мономерний IgM, який, на відміну від циркулюючого в крові IgM, є пентамером. Будова В-клі-тинного антигенрозпізнавального рецептора традиційна для молекули імуноглобуліну і характеризується наявністю важких і легких ланцюгів, з’єднаних між собою дисуль-фідними містками. Легкі і частина важких ланцюгів формують анти-гензв’язувальні фрагменти (Fab), за допомогою яких відбувається розпізнавання і зв’язування антигену. На відміну від антиген-розпізнавального клітинного рецептора, В-клітинний рецептор не вимагає перетворення антигену на пептиди, а може розпізнати суцільний антиген. Для передачі сигналу (трансдукції) у ядро (після зв’язування антигену з боків) від Fc-фрагмента В-клітинного антигенрозпізнавального рецептора існують білкові молекули, які отримали назву Ig-a і Іе-В. Вони виконують таку саму

функцію, як і СЮЗ-структура в Т-клітинному антигенрозпізнаваль-ному рецепторі.

Ознакою зрілості В-лімфоцита є наявність на його поверхні IgD, який у деяких випадках може виконувати функції рецептора для антигену.

В-лімфоцити здатні трансформуватися в лімфобласти (тобто проліферувати) під впливом поліклональних стимуляторів. Вибірним мітогеном для В-клітинної популяції лімфоцитів є ліпополісахарид (ЛПС). Специфічні мембранні маркери В-лімфоцитів — рецептори до Fc-фрагмента імуноглобуліну й активованого третього компонента комплементу СЗЬ.

У циркулюючій периферійній крові кількість В-лімфоцитів досягає приблизно 30% від загальної кількості лімфоцитів, тривалість їх життя невелика, становить кілька днів або тижнів. Щодня в периферійній крові з’являється приблизно 107— 109 нових В-лімфоцитів. У лімфатичних вузлах В-лімфоцити локалізовані в гермінативних центрах, у селезінці — у білій пульпі (В-зони); виявлено В-лімфоцити також і в згрупованих лімфоїдних фолікулах (пейєрових бляшках) кишок.

Кожний імунологічно зрілий В-лімфоцит має на своїй поверхні антигенрозпізнавальний рецептор, який реагує лише з одним антигеном або з групою близькоспоріднених антигенів. Таким чином, в організмі кожного індивідуума є приблизно 107— 109 різних специфічностей В-лімфоцитів. Взаємодіють із В-лімфоцитами лише ті антигени, які мають дуже близьку спорідненість до імуноглобулінових рецепторів на поверхні В-лімфоцита.

Імуноглобулінові молекули, розташовані на поверхні зрілого спочиваючого В-лімфоцита, можуть злущуватися і циркулювати в периферійній крові, формуючи в сукупності досить великий за кількістю пул (~ 5-Ю16 в 1 мл) і специфічність природних антитіл. У разі потрапляння до організму будь-якого антигену (бактерії, віруси, розчинні антигени тощо) у циркулюючій крові йому протистоять ці природні антитіла. Деякі з цих антитіл мають достатню специфічність до антигену, що потрапив, і можуть зв’язуватися з ним, створюючи імунний комплекс. Імуноглобулін, що входить до складу імунного комплексу, зв’язує й активує систему комплементу. Це призводить до активації фагоцитозу і, зрештою, до руйнування антигену. Таким чином, можна сказати, що вже на цьому етапі В-лімфоцити «допомагають» більш ефективно функціонувати захисним факторам природженого імунітету.

Одночасно з цим інша частина антигену зв’язується з мембранним В-клітинним антигенрозпізнавальним рецептором.

72 ЧАСТИНА І. ЗАГАЛЬНА ІМУНОЛОГІЯ

Після зв’язування антигенів В-клітини активуються, починають проліферувати і формувати клон специфічних плазматичних клітин. Така селекція В-лімфоцитів і перетворення їх на плазматичні клітини з наступною секрецією специфічних антитіл призводить до накопичення цих антитіл у периферійній крові. З цього моменту починається друга фаза диференціювання В-лімфоцитів — антигензалежна. Під час продукції імуноглобулінів відбувається переключення з одного класу імуноглобуліну на інший. Наприклад, після продукції IgM починає продукуватися IgG, потім IgA і IgE. Треба пам’ятати, що антигенна специфічність при цьому не змінюється. Сказане вище ілюструє функцію В-лімфоцитів як клітин, що продукують антитіла.

Як правило, для продукції антитіл В-лімфоцитами потрібна участь Т-лімфоцитів-хелперів (С04+-клітин) — так звана Т-залежна імунна відповідь. Однак у деяких випадках В-лімфоцити здатні продукувати антитіла до антигенів без участі Т-хелперів. Таку імунну відповідь називають Т-незалежною. Тільки частина антигенів зумовлює Т-незалежну імунну відповідь — це насамперед капсулярні полісахариди бактеріальних клітин.

Т-НЕЗАЛЕЖНА ПРОДУКЦІЯ АНТИТІЛ

Незалежна від Т-лімфоцитів-хелперів (С04+-клітин) стимуляція В-лімфоцитів — швидкий спосіб збільшення кількості природних антигенспецифічних антитіл, представлених тільки одним класом імуноглобулінів — IgM.

Стимуляція В-лімфоцитів без участі Т-клітин-хелперів може відбутися в тому разі, якщо агент, що потрапив до організму, має досить ригідну мембрану, а на ній — повторювані однакові антигенні детермінанти. Найкращим прикладом Т-незалежного антигену є поверхневі полісахаридні структури капсули бактеріальної клітини.

Підраховано, що один В-лімфоцит має на своїй поверхні 104— 105 копій антигенрозпізнавального рецептора (тобто мембранної молекули IgM). T-Незалежний антиген, що потрапив до організму, за рахунок своєрідності своїх повторюваних однакових антигенних детермінант окупує одночасно велику кількість розташованих поруч на мембрані антигенрозпізнавальних рецепторів. Великий комплекс, що утворився (кластер), надсилає сильний сигнал у ядро В-лімфоцита, який буде достатнім для його активації і наступного розподілу (хоча активація В-клітини відбувається без участі Т-хелперів, для В-лімфоцитів необхідні цитокіни, макрофаги).

Установлено, що протягом 5—6 днів розвитку первинної імунної відповіді в організмі утвориться клон специфічних В-лімфоцитів у

кількості 106 клітин, які протягом одного дня зможуть продукувати 1013-1014 антигенспецифічних молекул IgM.

Таким чином, незалежна від Т-клітин-хелперів (С04+-клітин) стимуляція В-лімфоцитів має наступні особливості: 1) індукується за рахунок одночасного зв’язування великої кількості В-клітинних антигенрозпізнавальних рецепторів повторюваними однаковими антигенними детермінантами збудника; 2) не вимагає для активації В-клітин поглинання такого антигену і його процесингу.

До недоліків такої імунної відповіді відносять: 1) продукцію антитіл, що належать лише до одного класу імуноглобулінів — IgM; 2) відсутність імунологічної пам’яті. Через 1—2 тиж проліферативна здатність В-лімфоцитів знижується і секретувальні клітини гинуть.

Т-ЗАЛЕЖНА ПРОДУКЦІЯ АНТИТІЛ

У цьому разі В-лімфоцити спочатку функціонують як АПК, а потім диференціюються в плазматичні антитілопродукувальні клітини. За Т-залежної імунної відповіді В-лімфоцити своїми антигенрозпізнавальними рецепторами зв’язуються з антигеном, поглинаючи (інтерналізуючи) його. У фагосомі В-лімфоцитів антиген піддається перетравлюванню. Пептиди, отримані з такого антигену, повертаються на поверхню В-лімфоцитів в асоціації з молекулами гістосумісності класу II. Тут вони розпізнаються Т-клітинним розпізнавальним рецептором, який є на поверхні С04+-клітини. Це призводить до стимуляції С04+-лімфоцита (хелпера) і продукції IJI-2, ІЛ-4 і ІЛ-5. Інтерлейкіни, що утворилися, стимулюють В-клітинну проліферацію і диференціювання з перетворенням зрештою на плазматичну антитілопродукувальну клітину. Варто враховувати, що поглинання антигену (інтерналізація) саме собою не здатне зумовити активацію В-клітини. Необхідно, щоб відбулася продукція відповідних інтерлейкінів. Але і цього для запуску диференціювання В-лімфоцитів недостатньо. Потрібно, щоб, крім продукції інтерлейкінів, зв’язувалися відповідні білки, наявні, з одного боку, на поверхні В-клітин, з іншого — на поверхні Т-клітин, — так звані костимуляційні молекули (фактори). Одним із таких білків, наявних на активованих Т-лімфоцитах-хелперах, є ліганд CD40 (CD40L), що взаємодіє з білком, розташованим на поверхні спочиваючого В-лімфоцита, — білком CD40. Зв’язування CD40L із CD40 спричинює стимуляцію В-клітин, і ці клітини під впливом такого стимулу іиференціюються в плазматичні антитілопродукувальні клітини.

Таким чином, за Т-залежної імунної відповіді для дозрівання клону В-лімфоцитів необхідні наступні етапи синергічно діючих сигналів:

74

1) зв’язування антигену В-клітинним антигенрозпізнавальним рецептором; 2) поглинання, процесинг антигену і подача його на поверхню клітини у вигляді пептиду, зв’язаного з молекулою ГКГ класу II; 3) розпізнавання пептиду Т-клітинним антигенрозпізнавальним рецептором С04+-лімфоцита (хелпера); 4) продукція Т-лімфоцитом-хелпером IJI-2, ІЛ-4, IJI-5, що діють на В-лімфоцит; 5) зв’язування костимуляційних молекул CD40L (Т-лімфоцити) із CD40 (В-лімфоцити).

Спочатку В-клітини продукують і секретують тільки імуноглобу-ліни. Однак, на відміну від Т-незалежної стимуляції, тут В-лімфоцити переключають синтез із IgM на IgG і далі на IgA і IgE. Таким чином, за Т-залежної імунної відповіді індукується продукція імуноглобулінів усіх класів.

Продукція IgG з більш високим афінітетом робить захисну стратегію імунної системи різноманітнішою й ефективнішою. Наприклад, посилення афінітету допомагає в комплементопосеред-кованому лізисі антигену. Крім того, зв’язуючись із рецептором до Fc-фрагмента, IgG здатний «озброювати» макрофаги, надаючи їм специфічності стосовно антигенів. Завдяки своїй нижчій молекулярній масі імуноглобуліни можуть проникати в ті ділянки організму, куди не проникає IgM і де може перебувати збудник тощо.

Крім того, важливою відмітною рисою Т-залежної імунної відповіді є її здатність залишати після себе імунологічну пам’ять.

Підраховано, що плазматичні клітини секретують тисячі молекул антитіл за секунду протягом декількох днів, а потім гинуть. Однак деяка частина активованих В-клітин перетворюється на В-клітини пам’яті, які зберігають пам’ять про антиген, що зумовив їх активацію, і через деякий час при наступному контакті з ним здатні швидко активуватися й починати продукцію антитіл. На поверхні В-клітин пам’яті є рецептор до IgG, а не до IgM. Деяка кількість IgM теж розміщена на поверхні В-клітин пам’яті. У разі повторного потрапляння антигену до організму Т-клітини пам’яті починають продукувати інтерлейкіни, що посилюють продукцію антитіл В-клітинами пам’яті.

* * *

З огляду на важливість і складність матеріалу, що стосується диференціювання і дозрівання Т- і В-лімфоцитів, далі більш чітко і детально розглянуто основні етапи цього процесу.

75

ДИФЕРЕНЦІЮВАННЯ Т-ЛІМФОЦИТІВ

Стовбурова гемопоетична клітина, яка мігрує в за-груднинну залозу, перетворюється (диференціюється) під впливом тимічного мікрооточення на Т-лімфоцит. Мета диференціювання:

1) навчити розпізнаванню чужорідного матеріалу, що потрапив до організму, і його руйнуванню (тобто здійсненню кілінг-ефекту);

2) створити толерантність стосовно власних (self) антигенів. Загруднин-на залоза відіграє основну роль у цих процесах, оскільки є тим органом, у якому відбувається антигеннезалежне диференціювання Т-клітин і створення (генерування) надзвичайно різноманітного набору (репертуару) Т-клітинних антигенрозпізнавальних рецепторів.

Спочатку стовбурова гемопоетична клітина потрапляє в кіркову речовину залози і перетворюється на ранній попередник Т-лімфоцита. Фенотип цієї клітини наступний: ТАГРР-а, р+, CD3+, CD4, CD8, тобто характеризується наявністю Т-клітинного розпізнавального рецептора, до складу якого входять а- і р-ланцюги, СОЗ-структура, але відсутні молекули CD4 і CD8.

Далі саме тут, у кірковій речовині загруднинної залози, під впливом тимічного мікрооточення, гормонів загруднинної залози і, особливо, ІЛ-7 ранній попередник Т-лімфоцита перетворюється на незрілий Т-лімфоцит, фенотип якого наступний: ТАГРР-а, р+, CD3+, CD4+, CD8+. Набір таких мембранних структур говорить про те, що дана клітина здатна: 1) розпізнати будь-який антиген за допомогою ТАГРР-а, р+; 2) після розпізнавання передати сигнал усередину клітини для її активації за допомогою СОЗ-структури; 3) перетворитися як на CD4+ (хелпер), так і на CD8+ (кілер) клітини в разі розвитку ефекторної ланки імунної відповіді.

На наступному етапі диференціювання незрілий попередник Т-лімфоцита переходить у мозкову речовину загруднинної залози, де завершується тимічний етап дозрівання. При цьому стаються дві найважливіші події: 1) індукується толерантність до аутоантигенів; у такий спосіб мінімізується можливість розвитку аутоімунного захворювання; 2) відбувається поділ Т-лімфоцитів на дві субпопуляції: CD4+CD8 (хелпери) і CD4_CD8+ (кілери; не потрібно забувати, що на їх мембрані збережено молекули ТАГРР-а, р і CD3). Цей етап також реалізовано за участі 1Л-7.

Залишаючи залозу, зрілі спочиваючі Т-лімфоцити, що перебувають у О(0)-стадії клітинного циклу, розселяються в Т-зони периферійних лімфоїцних органів. Такі Т-лімфоцити характеризуються наступними властивостями: 1) здатністю розпізнавати чужорідні антигени,

76

презентовані йому у вигляді пептиду за допомогою молекул ГКГ класу І і класу II, і розвивати еферентну частину імунної відповіді;

2) нездатністю розпізнавати більшість аутологічних антигенів як у розчинній формі, так і у вигляді молекул на мембрані клітин. Це є головною перешкодою на шляху до розвитку аутоімунної відповіді.

Частина Т-лімфоцитів, які залишають залозу, усе ж здатна розпізнавати аутоантигени, однак такі Т-лімфоцити (і В-лімфоцити) або піддаються делеції (руйнуванню) у периферійних органах, або перебувають у стані анергії (нездатності до активації і реалізації еферентної частини імунної відповіді).

Т-Лімфоцити-хелпери (СЦ4+-клітини) представлено трьома субпопуляціями: ThO, що диференціюються в Thl і Th2. У цьому процесі основну роль відіграють ІЛ-12, ІЛ-2, у-ІНФ, ІЛ-10, ІЛ-4, ІЛ-5.

Т-Лімфоцит-хелпер (С04+-клітина) бере участь у розпізнаванні антигенного пептиду, презентованого за допомогою молекул ГКГ класу II. У цьому разі для активації Т-лімфоцита необхідним є додатковий костимуляційний сигнал. Його приймає спеціальна молекула — CD28, присутня на поверхні Т-хелпера. Для передачі костимуляційного сигналу також є спеціальна молекула — CD80, розташована на мембрані АПК. Якщо СD4+-T-лімфоцит не одержує костимуляційного сигналу, то настає або анергія Т-клітини, або її апоптоз (запрограмована смерть). Варто враховувати, що деякі цитотоксичні Т-лімфоцити також мають на мембрані молекулу CD4.

Т-Лімфоцити-кілери (С08+-клітини) беруть участь у розпізнаванні антигенного пептиду, презентованого за допомогою молекул ГКГ класу І. В а3-домені ГКГ класу І є спеціальне місце (сайт) для зв’язування з молекулою CD8. Цитоплазматична частина молекули CD8 зв’язана з тирозинкіназою р56 (lck). Зв’язування молекули CD8, наявної на розпізнавальній СЦ8+-клітині, є додатковим, костимуляційним сигналом, який призводить до активації CD8+-Т-клітин і перетворення (диференціювання) на цитотоксичний Т-лімфоцит. Варто пам’ятати, що основним активаційним сигналом у будь-якому Т-клітинному розпізнаванні є контакт між ТАГРР і пептидом.

Як уже згадувалося, під час взаємодії С04+-клітини і молекул ГКГ класу II АПК необхідним є додатковий костимуляційний сигнал, реалізований взаємодією молекул CD28 (Т-клітина) і CD80 (АПК). При цьому відбувається взаємодія ще кількох адгезивних молекул, що посилюють активацію клітин: 1) ІСАМ-1 (АПК) і LFA-1 (Т-клітина), у

результаті чого посилюється продукція 1Л-1, у-ІНФ й ПНФ; 2) LFA-3 (АПК) і CD2 (Т-клітина). CD2 відомий як рецептор до еритроцитів барана, наявність якого на мембрані Т-лімфоцита використовують для постановки методу розеткоутворення і підрахунку, таким чином, кількості Т-лімфоцитів. Його зв’язування з LFA-3 відіграє допоміжну роль у реалізації функцій під час зв’язування пари молекул LFA-1/ІСАМ-1.

ДИФЕРЕНЦІЮВАННЯ В-ЛІМФОЦИТІВ

Частина стовбурових гемопоетичних клітин не залишає кістковий мозок, а саме тут, під впливом кістковомозкового мікро-оточення і різних цитокінів, диференціюється у В-лімфоцити.

При цьому стовбурові гемопоетичні клітини проходять кілька етапів диференціювання: 1) раннього попередника В-лімфоцита; 2) незрілого попередника В-лімфоцита; 3) зрілого спочиваючого В-лімфоцита.

Етапи диференціювання пов’язані з появою на поверхні В-лімфоцита антигенрозпізнавального рецептора. Зрілий В-клітинний антигенрозпізнавальний рецептор — це комплекс, розташований на мембрані клітини й утворений з мономерної молекули IgM (на відміну від пентамерного IgM, що циркулює в крові) і двох трансмембранних білків — Ig-a і Ig-p, розташованих з боків IgM. Зазначені Ig-a і Ig-p відіграють таку саму роль, як і молекула CD3 для Т-лімфоцитів: вони беруть участь у передачі сигналу (трансдукції) всередину В-лімфоцита після його зв’язування з антигеном.

Клінічна імунологія та алергологія: Підручник Г.М. Драннік