Механизмы цитолитического действия цитотоксических т-клеток
Для изучения механизмов цитолитического действия цитотоксических T-лимфоцитов (CD8 T-клеток) используют два основных приема:
- индукцию цитотоксических Т-лимфоцитов in vivo, когда для получения клеток-эффекторов иммунизируют животных антигенами клеток- мишеней (обычно это - аллогенные или опухолевые клетки);
- индукцию таких клеток in vitro, когда созревание цитотоксических Т-клеток инициируют в смешанной культуре лимфоцитов (СКЛ).
В последнем случае в качестве стимуляторов для примирования используют клетки лимфоидной ткани, генетически отличающиеся от распознающих предшественников CD8 Т-лимфоцитов модифицированные вирусом или иным антигеном (например, гаптеном ) сингенные клетки , а также сингенные раковые клетки. Клетки-стимуляторы облучают суперлетальной дозой или обрабатывают ингибитором клеточного деления для подавления их пролиферации. Предшественники CD8 Т-клеток вносятся в культуру интактными.
В результате распознавания антигенов клеток-стимуляторов предшественники цитотоксических Т-лимфоцитов вступают в реакцию пролиферации и дифференцировки, что оценивается по включению 3Н-тимидина. Эффективность примирования предшественников CD8 Т-клеток оценивается во вторичной культуре по лизису клеток-мишеней, аутологичных или сингенных клеткам-стимуляторам ( рис. 3 ).
Рис. 3.
Реакция в смешанной культуре лимфоцитов (СКЛ).
Эта реакция пролиферации развивается in vitro при взаимодействии генетически отличающихся (аллогенных) лимфоцитов. Результат реакции состоит в накоплении цитотоксических Т-лимфоцитов (CD8 Т-клеток), специфичных к антигенам гистосовместимости клеток-стимуляторов. В первичной культуре предшественники ЦТЛ (пр. CD8), представленные в суммарной популяции анализируемых лимфоцитов, после распознавания аллоантигенов клеток-стимуляторов вступают в процесс пролиферации и дифференцировки до зрелых ЦТЛ (CD8). Интенсивность пролиферативной реакции оценивают по включению 3Н-тимидина в размножающиеся клетки. Для созревания пр.CD8 необходима помощь со стороны макрофагов и хелперных CD4 Т-клеток (ТН2), образующихся из антигенраспознающих предшественников (ТН0). Оценку активности накопившихся в первичной культуре CD8 Т-клеток проводят во вторичной культуре (см. рис. 1 ). В качестве мишеней используют те аллогенные клетки, которые в первичной культуре выступали стимуляторами.
Установлено, что распознавание антигена предшественниками CD8 Т-клеток недостаточно для генерации функционально активных цитотоксических лимфоцитов: необходима помощь со стороны хелперных CD4 T-клеток и макрофагов .
Реакции гиперчувствительности замедленного типа
Одной из форм клеточного иммуного ответа является реакция гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) . Реакция впервые была описана немецким бактериологом Робертом Кохом в 1891 году. Введение интактным морским свинкам вирулентных бацилл туберкулеза (Mycobacterium tuberculosis) приводит к быстрому распространению возбудителя по организму, развитию острого инфекционного процесса , как правило, с летальным исходом. Картина меняется, если бациллы вводятся предварительно иммунизированным животным. В этом случае внутрикожно введенный возбудитель оказывается локализованным в месте инъекции в результате развития воспалительной реакции. Клетки воспалительного узелка представлены, в основном, макрофагами и лимфоцитами .
Картину локальной воспалительной реакции можно наблюдать при введении не только бацилл, но и их продуктов - туберкулина и РРD (англ. "purified protein derivative"). Туберкулин - фильтрат культуральной жидкости M.tuberculosis. PPD состоит из белков, выделенных из культуры.
Реакция локального воспаления развивается не только на бациллы туберкулеза, но и на широкий набор бактерий, вирусов, грибков, для которых макрофаги являются местом выживания и размножения. Кроме того, реакция может быть воспроизведена с модельными антигенами, например с эритроцитами различных видов животных.
При повторном введении антигена реакция ГЗТ проявляется не сразу, а через 24-48 часов, отсюда и ее название - гиперчувствительность замедленного типа. По величине образующегося узелкового уплотнения (гранулемы) в месте введения антигена судят о напряженности иммунной реакции.
Первичное введение антигена в интактный организм приводит к его захвату макрофагами, внутриклеточной деградации части антигена и экспрессии образующихся антигенных фрагментов (пептидов) на клеточной поверхности в комплексе с молекулами II класса МНС ( рис. 4 ).
Рис. 4.
Реакция гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ).
Гиперчувствительность замедленного типа - воспалительная реакция повышенной чувствительности, развивающаяся через 24-48 часов на месте повторного проникновения антигена. Первичное введение антигена в интактный организм приводит к его поглощению антигенпрезентирующими клетками (в частности, макрофагами), внутриклеточному разрушению и экспрессии образующихся антигенных фрагментов (пептидов) на клеточной поверхности в комплексе с молекулами II класса МНС. Иммуногенный комплекс распознается наивными CD4 Т-клетками (ТН0), которые дифференцируются в CD4 Т-клетки воспаления (ТН1; прежнее обозначение - TГЗТ, Т-индукторы). При повторной встрече с тем же антигеном зрелые ТН1 вступают в реакцию распознавания данного антигена. Результатом распознавания является активная продукция ТН1 хемотаксических факторов, привлекающих в зону проникновения антигена макрофаги и другие клетки воспаления из кровотока.
Комплекс пептид:молекула II класса распознается наивными CD4 Т-клетками (ТН0) , которые дифференцируются в CD4 Т-клетки воспаления (ТН1) и хелперные CD4 Т-клетки (ТН2) . При повторном введении того же самого антигена дифференцированные ТН1 и ТН2 быстро вступают в реакцию взаимодействия с макрофагом , поглотившим антиген.
Результатом специфического взаимодействия является секреция ТН1-клетками хемоаттрактантов (хемотаксических факторов) , привлекающих в зону проникновения антигена макрофаги из кровотока.