Лекция 3 КЛЕТОЧНЫЙ ИММУНИТЕТ дифференцировка Т-лимфоцитов основные субпопуляции

Лекция 3 КЛЕТОЧНЫЙ ИММУНИТЕТ дифференцировка Т-лимфоцитов; основные субпопуляции Т-лимфоцитов; распознавание антигена; клеточная цитотоксичность, механизм, биологическое значение; регуляторные функции Т-лимфоцитов; методы изучения клеточного иммунитета

Понятие о клеточном иммунитете Под клеточным иммунным ответом понимают способность Т-лимфоцитов распознавать антиген, находящийся на поверхности антигенпрезентирующих клеток, и реагировать на него синтезом ряда цитокинов, ведущих к образованию антиген-специфических регуляторных CD 4+- и цитотоксических CD 8+-клеток, гиперчувствительности замедленного типа, а также активации клеток моноцитарно-макрофагальной системы Основные эффекторные механизмы клеточного иммунитета обеспечиваются системой Т-лимфоцитов

АНТИГЕНЫ Экзогенные (бактерии и др. ) Локализация: обычно внеклеточная Эндогенные (вирусы, опухоли) Локализация: обычно внутриклеточная

1 ая экспозиция Антиген Ig. M , Ig D E, Ig. A Ig. G, Ig Ант кле игенп рез тка ент иру Антитела Плазматическая клетка ющ ая Формирование иммунного ответа против внеклеточного антигена

Элиминация внутриклеточного антигена Процессированный антиген в комплексе с MHC класс I Цитотоксический Т-лимфоцит Клетка, содержащая вирусный или опухолевый антиген

КЛЕТОЧНЫЙ ИММУНИТЕТ

Схема кроветворения

Кластер дифференцировки (англ. cluster of differentiation, cluster designation; сокращённо CD) — номенклатура дифференцировочных антигенов лейкоцитов человека.

Основные маркеры зрелых Т-лимфоцитов R для митогенов (ФГА, Кон. А) R для эритроцитов барана, козы R для цитокинов Toll-like рецепторы TLR 1 -9 Другие : §R HLA Тлимфоцит R для гистамина CD 4/CD 8 Распознавание МНС I или II TCR (T-cell receptor) §R для вируса кори Распознавание АГ (TCR не способен §R для ферментов и др. распознавать растворимый антиген. Требуется система антиген-презентирующих клеток) §R для Fc. Ig

Т-лимфоциты способны распознавать только антиген, презентированный в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости (major histocompatibility complex, MHC)

Антигены МНС: экспрессия и распределение (MHC – major histocompatibility complex, главный комплекс гистосовместимости) q МНС I класса – экспрессированы практически на всех клетках, имеющих ядра (кроме ворсинчатого трофобласта человека) § Максимально: лимфоидные клетки § В меньшей степени : клетки печени, легких, почек § Редко: клетки мозга и скелетных мышц Основная задача иммунного ответа: уничтожение клетки с измененным геномом (вирусная инфекция, опухоли) Распознающие клетки: CD 8+- (цитотоксические) Тлимфоциты q МНС II класса – экспрессированы на В-лимфоцитах, антиген-презетирующих клетках (купферовские, дендритные, альвеолярный эпителий легких), макрофагах; при активации – могут быть экспрессированы на эндотелии капилляров и многих эпителиальных клетках Основная задача: индукция и гуморального иммунитета на экзоантигены Распознающие клетки: CD 4+- (хелперы) Т-лимфоциты

Зрелые Т-лимфоциты, покидающие тимус T-лимфоциты Тимус Регуляторная функция Цитотоксич. функция CD 8 CD 4 Th 1 Интерферон-g, IL-2 (регуляция Тиммунитета) Th 2 Th 3 IL-4, IL-5, IL-6, IL-13 и др. (регуляция Виммунитета) Th 3 -клетки отличаются от Th 2 - продукцией TGF-b Цитокины – вещества, которые продуцируются клетками иммунной системы и осуществляют взаимодействия между ними. Самостоятельные Th 1 - и Th 2 -ки в норме отсутствуют, а существует единая T-хелперная клетка, которая продуцирует в зависимости от ситуации преимущественно Th 1 - или Th 2(3)цитокиновый комплекс.

АГ-распознающая структура Т-лимфоцита – Т-клеточный рецептор (TCR, T-cell receptor)

Структурные компоненты Т-клеточного рецептора(TCR, T-cell receptor)

Зрелые Т-лимфоциты, покидающие тимус T-лимфоциты Тимус Регуляторная функция CD 8 Цитотоксическая функция CD 4 Th 1 Биологическая необходимость Интерферон-g, IL-2 цитотоксичности (регуляция Т 1. Удаление опухолевых клеток иммунитета) 2. Удаление вирус-инфицированных клеток и т. д. Th 2 Th 3 IL-4, IL-5, IL-6, IL-13 и др. (регуляция Виммунитета) Th 3 -клетки отличаются от Th 2 - продукцией TGF-b Цитокины – вещества, которые продуцируются клетками иммунной системы и осуществляют взаимодействия между ними. Самостоятельные Th 1 - и Th 2 -ки в норме отсутствуют, а существует единая T-хелперная клетка, которая продуцирует в зависимости от ситуации преимущественно Th 1 - или Th 2(3)цитокиновый комплекс.

Механизм клеточной цитотоксичности Antigen peptide MHC class I TCR гранзимы перфорины 2. Гранзимы высвобождаются путем экзоцитоза во пространство между клетками 1. Пора, сформированная перфоринос (d=16 nm) в месте контакта AG с TCR Апоптоз (если апопотоз не развивается, клетка погибает путем осмотического лизиса)

Механизм действия цитотоксических Т-лимфоцитов Клетка-мишень Мембрана клеткимишени Ядро клеткимишени Chapter 21, Immune System 19 Figure 21. 18 a, b

T-лимфоциты Регуляторная функция (CD+-лимфоциты; Т-хелперы) Цитотоксич. функция CD 8 Интерферон-g, IL-2 (регуляция Тиммунитета) CD 4 Th 1 Th 2 IL-4, IL-5, IL-6, IL-13 и др. (регуляция Виммунитета) Th 3 -клетки отличаются от Th 2 продукцией TGF-b Th 3 Иммунологич. толерантность/ иммуносупрессия является защита от внеклеточных патогенов, которые не могут эффективно элиминироваться Th 1 и Th 2. Ассоциация с аутоиммунными и аллергическими реакциями, участте в противоопухолевом иммунитете

1 ая экспозиция Антиген Ig. M , Ig D E, Ig. A Ig. G, Ig Ант кле игенп рез тка ент иру Антитела Плазматическая клетка ющ ая Формирование иммунного ответа против внеклеточного антигена

По какому пути пойдет иммунный ответ – Th 1– или Th 2 -?

CD 4 Th 1 -иммунный ответ Индукция IL-12 R экспрессии на CD 4 -клетках Ag APC Увеличение экспрессии IL-12 R Начало/усиление экспрессии интерферона-g Нет увеличение экспрессии IL-2 R Устанавливается Th 1 - фенотип CD 8 IFNg IL-2, IFNg NK TNFa Индукция Ig. G 2 и Ig. G 3, которые принимают участие в фагоцитозе (опсонизация) Снижен синтез IFNg IL-2 (митоген для всех типов лимфоцитов) Th 2 -ответ Macr • Поддержание АТ-независимого воспаления • Основными эффекторами являются макрофаги

CD 4 Th 1 -иммунный ответ Индукция IL-12 R экспрессии на CD 4 -клетках Ag APC Увеличение экспрессии интерферона-g Нет увеличение экспрессии IL-2 R Устанавливается Th 1 - фенотип Снижен синтез IFNg CD 8 IFNg IL-2, IFNg NK TNFa Индукция Ig. G 2 и Ig. G 3, которые принимают участие в фагоцитозе (опсонизация) IL-2 (митоген для всех типов лимфоцитов) «дирижёр иммунного ответа» Th 2 -ответ Macr • Поддержание АТ-независимого воспаления • Основными эффекторами являются макрофаги

CD 4 Th 1 -иммунный ответ Индукция IL-12 R экспрессии на CD 4 -клетках Ag APC Увеличение экспрессии IL 12 R Нет увеличения экспрессии IL-12 R Устанавливается Th 1 - фенотип CD 8 IFNg IL-2, IFNg NK TNFa Индукция Ig. G 2 и Ig. G 3, которые принимают участие в фагоцитозе (опсонизация) Снижен синтез IFNg IL-2 (митоген для всех типов лимфоцитов) Th 2 -ответ Macr • Поддержание АТ-независимого воспаления • Основными эффекторами являются макрофаги

Показатель Th 1 Th 2 Типичные индукторы Микобактерии, вирусы и др. Аллергены, бактерии Факторы, оказывающие влияние Высокие и низкие дозы АГ Высокая плотность АГ на АПК Микроокружение – лимфатический узел Стимулирующие факторы IL 12 и IFNg Средние дозы АГ Низкая плотность АГ на АПК Микроокружение – слизистые оболочки Стимулирующие факторы IL-4 Ключевые цитокины IFNg, IL-2, TNFb ILL-4, 5, 6, 10, 13 Функции Замедленная гиперчувствительность Цитотоксический ответ Активация макрофагов Подавление гуморального иммунного ответа Помощь В-клеткам в гуморальном иммунном ответе Активация эозинофилов и тучных клеток Подавление клеточного иммунного ответа Протективное дейст. Внутриклеточн. инфекции Внеклеточные инфекции Повреждающая роль При аутоиммунитете При отторжении трансплантата При аллергии При некоторых аутоиммунных реакциях

Дендритные клетки • контролируют иммунный ответ в дыхательных путях и регулируют ИО/толерантность к новым антигенам • Толерогенная функция ДК зависит от степени зрелости и их активации Отсутствие провоспалительного сигнала Экспрессия костимуляторных молекул, занимающих промежуточное место между зрелыми и незрелыми клетками Толерантность Т-клеток в лимфатических узла

В условиях АСИТ • Частично зрелые ДК индуцируют Treg с функцией IL-10 секретирующего фенотипа Т -клеток, которые ингибируют воспалительный ответ • Повторная стимуляция Тлимфоцитов незрелыми ДК приводит к появлению генерации непролиферирующих Treg- клеток Ig. E

1 ая экспозиция Антиген Ig. M , Ig D E, Ig. A Ig. G, Ig Ант кле игенп рез тка ент иру Антитела Плазматическая клетка ющ ая Формирование иммунного ответа против внеклеточного антигена

Интерфейс «В-лимфоцит-Т-хелпер» «Подтверждающая» костимуляция Распознавание антигена и проведение сигнала внутрь Т-хелпера Сигнал, «разрешающий синтез антител

Ig. A, Ig. M, Ig. G, Ig. E щие яю едел ел пр ы, о антит тор Фак ласс к

Методы изучения клеточного иммунитета v Данные клинического обследования больного: Ø Определение гиперчувствительности замедленного типа с помощью кожных проб v Определение активности центральной иммунной системы: определение уровня гормонов тимуса v Определение общего количества Т-лимфоцитов (CD 3) и их различных субпопуляций (CD 4, CD 8, CD 16 и др. ) с помощью меченных МКАТ v Определение уровня секретируемых цитокинов Ø Сывороточный уровень Ø При культивировании in vitro: спонтанный и индуцированный уровень и т. д. v Изучение биологических свойств Т-лимфоцитов Ø Определение пролиферативного ответа к Т-митогенам, аллонтигенам, антигенам (реакция бласттранформации лимфоцитов) Ø Реакции розеткообразования с эритроцитами барана (Е-РОК- тест) Ø Тест ингибиции миграции лейкоцитов Ø Цитотоксические тесты