Лекция 5 Антигенпрезентирующие клетки Кафедра иммунологии ГБО

Лекция № 5 Антигенпрезентирующие клетки Кафедра иммунологии ГБО ВПО РНИМУ им. Н. И. Пирогова доц. Карташов Дмитрий Дмитриевич

Функция АПК • Основной функцией АПК является формирование связи между врожденным и адаптивным первичному иммунитетом восприятию, благодаря переработке и презентации (представлению) антигена. • Помимо презентации антигена АПК выполняют еще ряд функций, определяемых принадлежностью к одной из популяций АПК. их

Процессинг АГ в АПК

Презентация антигена пептид Th – T-хелпер, АПК – антигенпрезентирующая клетка, TCR – T-клеточный рецептор

Иммунологический синапс

Иммунологический синапс (CD 58)

Антигенпрезентирующие клетки (антигенпредставляющие, АПК, APC) АПК включают в себя три основных популяции клеток: • Дендритные клетки (ДК, DC) • Макрофаги (МФ) • B-лимфоциты • Кроме того существуют непрофессиональные АПК (клетки эпителия, эндотелия и др. )

B-лимфоциты • По сравнению с дендритными клетками и макрофагами B-лимфоциты обладают менее выраженной антигенпрезентирующей актвностью. • Основная B-лимфоцитов функция – участие в гуморальном иммунном ответе (синтез антител). •

Макрофаги

Термины «макрофаг» (от макро… и греч. phágos – пожиратель) и «микрофаг» введены И. И. Мечниковым (1892 г. ) Макрофаги – мононуклеарные клетки, Микрофаги – полиморфноядерные клетки (нейтрофилы). Фагоцитоз описал E. Haeckel в 1862 г.

Характеристика макрофагов • Макрофаги формируются из моноцитов крови после их миграции в ткани (время циркуляции 2 -4 сут. ) • Время жизни тканевых макрофагов до 7 мес. • Численность моноцитов/макрофагов в организме человека около 2× 1011 клеток • Морфология: крупные клетки (15 -25 мкм) с ядром неправильной формы, моноциты округлые, МФ имеют неправильные очертания.

МОНОЦИТАРНО-МАКРОФАГАЛЬНЫЕ КЛЕТКИ (МОНОНУКЛЕАРНЫЕ ФАГОЦИТЫ) • Происходят из миелоидной родоначальной клетки Обладают: • Фагоцитарной активностью • Способностью презентировать антиген • Иммунорегуляторной функцией • Цитотоксическим действием • И др. функциями, позволяющими играть важную роль в реакциях врожденного и адаптивного иммунитета

Популяции макрофагов Макрофаги делятся на подвижные и резидентные: • Подвижные МФ мобилизуются в очаг воспаления • Резидентные МФ постоянно локализуются в определенных тканях (альвеолярные МФ легких, клетки Купфера печени, перетонеальные МФ, микроглия и др. )

Популяции макрофагов II Функционально макрофаги также можно разделить на две популяции: • М 1: – Активируются провоспалительными цитокинами (ФНОα, ИФНγ), бактериальными продуктами (ЛПС). – Продуцируют ФНОα, ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-12, хемокины – Обладают цитотоксичностью, участвуют в повреждении тканей при воспалении • М 2: – Активируются противовоспалительными цитокинами (ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13, ТФРβ) – Вырабатывают ИЛ-10, ТФРβ – Иммуносупрессия и репарация тканей

Факторы активации макрофагов • Адгезия • Цитокиновое воздействие Воздействие через рецепторы: • Toll-подобные рецепторы (TLR) • CD 14 • Fc-рецепторы (рецепторы для Ig. G) • Рецепторы комплемента • Рецепторы «мусорщики» • Маннозные рецепторы • И др.

Одной из главных функций мононуклеарных фагоцитов является фагоцитоз: • Патогенов и их фрагментов • Погибших или состарившихся клеток • Опухолевых клеток • Остатков клеточного лизиса • Иммунных комплексов • И др. В лизосомах МФ содержится большое количество гидролитических ферментов для расщепления фагоцитированных объектов.

Стадии фагоцитоза • • • Хемотаксис (миграция в очаг воспаления) Адгезия (прилипание АГ к мембране МФ) Погружение Формирование фагосомы Формирование фаголизосомы Расщепление АГ • Продукты расщепления белков могут быть презентированы для распознавания T-лимфоцитами

Иммунорегуляторная функция макрофагов Секретируемый фактор Функция Интерлейкин-1β ↑ воспаление и лихородку Интерлейкин-6 ↑ врожденный иммунитет Фактор некроза опухоли α ↑ врожденный иммунитет и удаление патогенов. Киллинг опухолевых клеток Белки комплемента ↑ воспаление и удаление патогенов Гидролитические ферменты ↑ воспаление Интерферон-α Активирует гены, контролирующие, преимущественно белки, связанные с противовирусной активностью Колониестимулирующие факторы ↑ гемопоэз

ДЕНДРИТНЫЕ КЛЕТКИ ( «ЧАСОВЫЕ» ИММУННОЙ СИСТЕМЫ) ГЕТЕРОГЕННАЯ ГРУППА КЛЕТОК ИММУННОЙ СИСТЕМЫ, ПРОИСХОДЯЩИХ ИЗ МИЕЛОИДНЫХ ИЛИ ЛИМФОИДНЫХ РОДОНАЧАЛЬНЫХ КЛЕТОК, ОСНОВНЫМИ ФУНКЦИЯМИ КОТОРЫХ ЯВЛЯЮТСЯ ЗАХВАТ ЧУЖЕРОДНЫХ АНТИГЕНОВ, ПЕРЕРАБОТКА ДО ИММУНОГЕННЫХ ПЕПТИДОВ И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ Т-ЛИМФОЦИТАМ В АССОЦИАЦИИ С МОЛЕКУЛАМИ ГЛАВНОГО КОМПЛЕКСА ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ

Взаимодействие дендритной клетки с лимфоцитом ДК Лф

Разновидности ДК ДК в зависимости от своего происхождения делятся на: Миелоидные Плазмоцитоидные • Основной маркер CD 11 c • Имеют миелоидное происхождение • Активно захватывают, перерабатывают и презентируют АГ • Основной маркер CD 123 • Имеют лимфоидное происхождение • Вырабатывают большое количество интерферона α • Морфологически напоминают плазмоциты

Разновидности ДК II • Клетки Лангерганса (белые отростчатые эпидермоциты) • Вуалевые клетки • Интердигитальные клетки лимфатических узлов • Дендритные клетки слизистых оболочек • Интердигитальные клетки тимуса • Фолликулярные ДК

. КЛЕТКИ ЛАНГЕРГАНСА (КЛ) ВПЕРВЫЕ ОБНАРУЖЕНЫ В ЭПИДЕРМИСЕ ЧЕЛОВЕКА PAUL LANHERGANS В 1868 ГОДУ ПРИСУТСТВУЮТ ВО ВСЕХ ВАРИАНТАХ СЛОИСТОГО ЭПИТЕЛИЯ, В ТОМ ЧИСЛЕ В ЭПИТЕЛИИ СЛИЗИСТЫХ ОБОЛОЧЕК ЖЕНСКОГО РЕПРОДУКТИВНОГО ТРАКТА. ВНУТРИЭПИТЕЛИАЛЬНЫЕ CD 1 а+, MHC класса II+ КЛ ЯВЛЯЮТСЯ НЕЗРЕЛЫМИ ДК КЛ ЭКСПРЕССИРУЮТ CD 4, РЕЦЕПТОРЫ ХЕМОКИНОВ (СXCR 4, CCR 5) – РЕЦЕПТОРЫ ДЛЯ ВИЧ. В 1869 ГОДУ LANHERGANS ОПИСАЛ КЛЕТОЧНЫЕ СКОПЛЕНИЯ «ОСТРОВКИ» В ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЕ

ПОСЛЕ ЗАХВАТА АНТИГЕНА ИЛИ ИНФИЦИРОВАНИЯ ВИРУСОМ КЛЕТКИ ЛАНГЕРГАНСА ПЕРЕМЕЩАЮТСЯ В ДРЕНИРУЮЩИЕ ЛИМФАТИЧЕСКИЕ УЗЛЫ В ТЕЧЕНИЕ 30 МИНУТ (МАКСИМАЛЬНАЯ МИГРАЦИЯ НАБЛЮДАЕТСЯ В ПРЕДЕЛАХ 24 ЧАСОВ ПОСЛЕ СТИМУЛЯЦИИ) ЦИРКУЛИРУЮЩИЕ В ЛИМФЕ ДК ОБОЗНАЧАЮТСЯ КАК ВУАЛЕВЫЕ КЛЕТКИ

Вуалевая клетка доставляет захваченный в эпидермисе антиген в регионарный лимфатический узел. Достигнув лимфатического узла, вуалевая клетка превращается в интердигитальную клетку лимфатических узлов и презентирует принесенный антиген.

Иммунологический синапс

ДК костномозгового происхождения наиболее эффективны как АПК. ДК в 1000 раз более эффективны, чем В-клетки, и в 100 раз, чем макрофаги, в стимуляции наивных Т-клеток. Способность представлять антиген коррелирует с экспрессией МНС класса II, костимулирующих молекул CD 80/CD 86, СD 40, хемокиновых рецепторов. Через Fc рецепторы ДК захватывают антигены в 1000 эффективнее, чем через другие пути. Миграция ДК в Тклеточные зоны лимфоидных тканей опосредуется через поверхностные адгезины и хемотаксические факторы в тканях мишенях.

РАЗЛИЧИЯ МЕЖДУ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫМИ ДК

МАКРОФАГИ АКТИВИРУЮТСЯ В ПРОЦЕССЕ ФАГОЦИТОЗА АГ ДО ЭКСПРЕССИИ ВЫСОКОГО УРОВНЯ МНС КЛАССА II И КОСТИМУЛИРУЮЩИХ В 7 (CD 80/86) МОЛЕКУЛ В-КЛЕТКИ ПОСТОЯННО ЭКСПРЕССИРУЮТ МНС КЛАССА II, НО ДОЛЖНЫ БЫТЬ АКТИВИРОВАНЫ ДО ЭКСПРЕССИИ КОСТИМУЛИРУЮЩИХ В 7 (CD 80/86) МОЛЕКУЛ

ИЛ-12 является ключевым индуктором развития Th 1 клеток, вырабатываемым ДК и макрофагами, стимулированными бактериальными компонентами или при лигировании CD 40 молекул. Цитокином, индуцирующим Th 2 клетки, является ИЛ-4, вырабатываемый активированными CD 4 Т-клетками. Классически активированные макрофаги индуцируют развитие Th 1 клеток через выработку ИЛ-12, тогда как макрофаги, активированные иммунными комплексами индуцируют Th 2 ответ при отсутствии выработки ИЛ-12 и повышенную выработку ИЛ-10. Подобными свойствами обладают активированные ДК после связывания Fc рецепторы.

Важнейшим физиологическим процессом инициации адаптивного иммунного ответа является привлечение в лимфатический узел, дренирующий воспалительный или инфекционный очаг, пула наивных лимфоцитов, среди которых могут находиться редкие антиген-специфические Т-клетки, родственные ДК, представляющим соответствующий антигенный пептид.

ОТМЕЧАЕТСЯ ВЫСОКАЯ КЛЕТОЧНАЯ ПОДВИЖНОСТЬ В ЛИМФАТИЧЕСКИХ УЗЛАХ И Т-КЛЕТКИ ВСТУПАЮТ В РОДСТВЕННЫЙ КОНТАКТ С АПК СЧИТАЕТСЯ, ЧТО ОДНА ДК МОЖЕТ ВСТУПАТЬ В КОНТАКТ С 5000 Т-КЛЕТОК В ТЕЧЕНИЕ 1 ЧАСА ПРИ ТАКИХ КОНТАКТАХ РЕДКИЕ Т-КЛЕТКИ МОГУТ НАЙТИ ДК, ПРЕДСТАВЛЯЮЩИЕ РОДСТВЕННЫЙ АНТИГЕН

CD 8 Т-КЛЕТКИ РАСПОЗНАЮТ АНТИГЕН В АССОЦИАЦИИ С МОЛЕКУЛОЙ МНС КЛАССА I. КОМПЛЕКСЫ МЕЖДУ АНТИГЕННЫМИ ПЕПТИДАМИ И МОЛЕКУЛОЙ МНС КЛАССА I ФОРМИРУЮТСЯ ПРИ ДЕГРАДАЦИИ БЕЛКОВОГО АГ ДО ПЕПТИДА В ЦИТОЗОЛЕ В ПРОТЕОСОМАХ И СОБИРАЮТСЯ С МНС КЛАССА I В ГРАНУЛЯРНОЙ ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ СЕТИ

Презентация антигена Т-киллеру

Особое место в иммунной системе занимают ФОЛЛИКУЛЯРНЫЕ ДЕНДРИТНЫЕ КЛЕТКИ (ФДК) • • • Функции ФДК: Захватывают иммунные комплексы (АГ-АТ) при помощи Fc-рецепторов на своей поверхности. Поддерживают жизнеспособность Bлимфоцитов. Способствуют их костимуляции. Обеспечивают дозревание специфичности Ig в ходе иммунного ответа. Хранят антиген.

СКАНИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОФОТОГРАФИЯ ФОЛЛИКУЛЯРНОЙ ДЕНДРИТНОЙ КЛЕТКИ

Принцип получения противоопухолевой вакцины. Опухолевые клетки больного культивируют in vitro или устанавливают линию опухолевых клеток. Опухолевые клетки инактивируют или получают из них белковый экстракт и смешивают с аутологичными дендритными клетками и вводят обратно больному. Дендритные клетки процессируют опухолевый антиген и презентируют его CD 8 Т-клеткам в иммуногенной форме.

Благодарю за внимание. Карташов Дмитрий Дмитриевич доц. кафедры иммунологии ГБО ВПО РНИМУ им. Н. И. Пирогова ЦНИЛ, 4 этаж, каб. 440 d. kart@yandex. ru