5.3.3. Лімфоцити. Лімфопоез та імуногенез лімфоїдних клітин

Незважаючи на дуже велику роль А-клітин, головними у розвитку імунної відповіді все ж таки слід вважати лімфоїдні клітини – Т- і В-лімфоцити, які є більш спеціалізованими для розпізнавання антигенів. У розвитку і диференціації лімфоцитів виділяють дві основні стадії – лімфопоез та імуногенез. Лімфопоез – це антигеннезалежна диференціація імуноцитів і відбувається до контакту лімфоїдних клітин з антигеном. Імуногенез, навпаки, пов’язаний з антигенною стимуляцією і є антигензалежною стадією диференціації лімфоцитів.

Лімфопоез можна уявити як дозрівання і диференціювання СКК до стану стовбурної лімфоцитарної клітини (СЛК) і подальшим диференціюванням СЛК на Т-, В-лімфоцити і нульові клітини (NK і K-клітини). Цей процес відбувається у центральних (первинних) органах імунної системи: у людини – в ембріональній печінці, кістковому мозку і тимусі, у птахів – ще й у сумці Фабриціуса. Спочатку зі стовбурної гемопоетичної клітини (СГК) утворюється стовбурна лімфоцитарна клітина (СЛК), яка, у свою чергу, в процесі диференціації дає дихотомію на дві гілки – Т- і В-клітини (рис. 5.3). У подальшому шляхи лімфопоезу для В- і Т-лімфоцитів розрізняються. Розглянемо їх.

Зрілі неімунні В-лімфоцити можуть утворюватися з В-клітин вже в ембріональній печінці та у кістковому мозку. У птахів є спеціалізований орган – сумка Фабриціуса, де відбувається дозрівання В-клітин з перетворенням у В-лімфоцити. Від латинської назви цього органа (Bursa) і виникла назва В-лімфоцитів.

У кістковому мозку із стовбурної лімфоцитарної клітини поряд з В-клітинами виникають і Т-клітини – попередниці Т-лімфоцитів. Для дозрівання вони мігрують у тимус, де спочатку перетворюються на тимоцити, а пізніше під впливом тимічних гормонів – у Т-лімфоцити. Т-лімфоцити отримали позначку “Т” від назви тимуса (лат. Thymus), бо саме в ньому відбуваються найбільш важливі стадії формування цієї групи лімфоїдних клітин.

Лімфопоез

Центральні органи

імунної системи

Ембріональна печінка

Кістковий мозок

Тимус

Центральні органи

імунної системи

Ембріональна печінка

Кістковий мозок

Bursa

(у птахів) Кістковий мозок у ссавців

Периферичні

органи: селезінка, лімфовузли та ін.

Імуногенез

Аg-незалежна

диференціація

Аg-залежна

диференціація

IgM

IgG

IgE

IgA

Клітинна імунна

відповідь

Гуморальна імунна

відповідь

Периферичні

органи: селезінка, лімфовузли та ін.

Рис. 5.3. Схема лімфопоезу та імуногенезу лімфоїдних клітин

Позначення: Лімфопоез – антигеннезалежна стадія проліферації та диференціації лімфоцитів; Імуногенез – специфічна проліферація та диференціація лімфоцитів під впливом антигену; СЛК – стовбурна лімфоцитарна клітина; Ag – антиген; Bursa – сумка Фабриціуса у птахів – спеціалізований орган де відбувається лімфопоез лімфоцитів; Th – Т-хелпери; Ts – Т-супресори; Te – Т-ефектори (Т-кілери); Te_РГПТ – Т-ефектори, що беруть участь у РГПТ (реакціях гіперчутливості повільного типу; П – плазмоцити (здійснюють синтез Ig); В_М+D, В_M+D+G , В_M+D+A, В_M+D+E – В-лімфоцити, налаштовані на синтез рецепторних молекул IgМ і IgD та вільних імуноглобулінів IgM, IgG, IgA, IgE (залежно від експресії відповідних генів).

Тимічні лімфоцити (тимоцити) диференіцюються з утворенням різних субпопуляцій Т-клітин (Т-хелперів, Т-ефекторів, Т-супресорів та ін.), які потрапляють у кровообіг. Слід відзначити, що тимічні гормони (тимозин, тимопоетин та ін.) також викидаються у кров і здатні забезпечувати дозрівання Т-лімфоцитів і поза межами тимуса. Після дозрівання в центральних органах імунної системи (кістковому мозку і тимусі) Т- і В-лімфоцити потрапляють у кров’яне русло. Тільки незначна їх частина (0,2 – 2%) циркулює у крові, а основна маса (98%) приблизно через 30 хв циркуляції переноситься у тканини і заселяє периферічні лімфоїдні органи – селезінку, лімфовузли, апендикс, аденоїди, тонзили тощо. Частина їх розселяється у підслизових шарах шлунково-кишкового тракту, верхніх дихальних та сечостатевих шляхів, а також у шкірі.

Відповідно до такої властивості, як homing (від англ. home – дім) ті чи інші лімфоцити “облюбовують” різні органи і зони в цих органах. Але ж основними фільтрами для антигенів є лімфовузли, крізь них протягом години пропускається близько 10⁹ лімфоцитів.

Імуногенез – це процес перетворення Т- і В-лімфоцитів під впливом антигену з неімунних в імунні – компетентні (або від англ. armed – озброєні чи effector – ефекторні).

Імуногенез розпочинається у вторинних органах імунної системи (лімфовузлах, селензінці та ін.), куди з лімфою і кров’ю потрапляють антигени і лімфоцити. Саме тут здійснюється так звана селекція специфічних лімфоцитів, що розпізнають даний антиген. Завдяки активації біосинтезу в лімфоцитах, відселекціонованих антигеном, розпочинається процес бласттрансформації. Він супроводжується активними мітозами і діленням клітин під впливом цитокінів – медіаторів імунної відповіді. Останні регулюють взаємодію імунокомпетентних клітин, їх проліферацію та диференціацію.

У результаті імуногенезу під впливом антигенів утворюються різні продукти імунної відповіді. Так, у процесі імуногенезу В-лімфоцити перетворюються у плазматичні клітини (плазмоцити), які здійснюють синтез антитіл.

Дозрівання

Клітини пам’яті

Проліфе-

рація

клонів

Вибіркова

активація

інтактного

лімфоцита

Ефекторні клітини, які забезпечують імунну відповідь

Рис. 5.4. Схема імуногенезу лімфоцитів після первинного контакту з антигеном

(утворення ефекторних клітин і клітин пам’яті)

Пояснення: частина В-лімфоцитів, а саме ті, що припиняють ділення, перетворюються у клітини пам’яті, а решта стає ефекторними клітинами імунітету. Клітини пам’яті потребують менше часу для перетворення в ефектори, і це скорочує термін, необхідний для виникнення вторинної імунної відповіді. Розвиток клону, котрий ніби пам’ятає про контакт з антигеном, лежить в основі вторинної імунної відповіді, яка більш ефективна, ніж первинна.

Імуногенез Т-лімфоцитів супроводжується не тільки їх розмноженням, але й суттєвим диференціюванням, в результаті чого формуються специфічні до антигену клони Т-хелперів, Т-супресорів, Т-ефекторів тощо. Частина Т- і В-лімфоцитів після контакту з антигеном припиняють ділення та перетворюються у клітини імунологічної пам’яті, які протягом довгого часу залишаються у циркуляції і начебто зберігають пам’ять про контакт з антигеном. Після повторного потрапляння антигенів в організм клітини імунологічної пам’яті забезпечують швидку імунну відповідь з утворенням антитіл та ефекторних клітин.

5.3.4. В-лімфоцити

В-лімфоцити є дуже важливою групою імуноцитів, тому що саме вони забезпечують гуморальну імунну відповідь завдяки синтезу імуноглобулінів. В організмі ссавців можуть існувати мільйони клонів В-лімфоцитів, які здатні синтезувати безліч високоспецифічних антитіл.

Первинна проліферація та диференціація В-лімфоцитів (лімфопоез) починаються вже у кістковому мозку. З В-клітин-попередниць утворюються кістковомозкові В-лімфоцити. Вони діляться, диференцюються і дають початок В-лімфоцитам декількох типів, на поверхні яких ще до антигенної стимуляції з’являються імуноглобулінові рецептори, здатні “розпізнавати” антигени. Більшість В-лімфоцитів, що потрапляють у кровотік, мають Ig-рецептори двох ізотипів – IgМ і IgD. Близько 10% В-лімфоцитів експресують на своїй поверхні рецептори інших ізотипів (IgG, IgА, і IgЕ), але вони частіше зустрічаються у спеціалізованих тканинах. Наприклад, IgА-рецептори частіше виявляються на В-лімфоцитах, що оселилися у слизових оболонках кишечника. На кожній В- клітині може існувати до 100 тис. молекул Ig з ідентичними антигензв’язуючими ділянками (паратопами). Поява цих рецепторних молекул свідчить про дозрілість В-лімфоцитів. Слід зазначити, що IgМ-рецептори В-лімфоцитів є мономерними молекулами на відміну від вільноциркулюючих пентамерних IgМ. Їх важкі μ-ланцюги відрізняються від μ-ланцюга вільного IgМ наявністю додаткового мембранозв’язуючого домена. Ig-рецептори інших ізотипів також мають додаткові домени, за допомогою яких вони занурюються у мембрану клітини.

Окрім Ig-рецепторів, дозрілі В-лімфоцити несуть на своїй поверхні багато інших рецепторних та маркерних молекул: рецептори для зв’язування Fc-фрагмента вільних імуноглобулінів (FcR) та С3b-компонента комплементу, антигени МНС-ІІ, які дуже важливі для розпізнавання антигена і взаємодії з Т-клітинами, та багато інших.

В останні роки встановлено, що на всіх В-клітинах, починаючи з ранніх стадій лімфопоеза, експресовані специфічні рецептори – СD₁₉. Функції їх остаточно не встановлено, але “нокаут” (пошкодження) відповідного гена у мишей призводить до вираженого дефіциту В-клітинної відповіді.

Важливу роль у разпізнаванні антигенів відіграють особливі рецептори BCR (від англ. B-cell receptor), які належать до суперродини імуноглобулінів. Вважають, що в якості BCR виступають IgM і IgD-рецептори В-лімфоцитів. Однак, крім звичайної тетрапептидної молекули, характерної для всіх імуноглобулінів, BCR-рецептор включає ще 4 додаткових трансмембранних компоненти – 2 Igα та 2 Igβ. Ці молекули своїми цитоплазматичними ділянками пов’язані з клітинними тирозинкіназами та проводять таким чином сигнали про контакт з антигеном всередину клітини. Своїми позаклітинними доменами Igα та Igβ нековалентно зв’язані з важкими ланцюгами Ig (рис. 5.5).

Для того, щоб відбулася активація В-лімфоцита через BCR, необхідне перехресне зшивання антигеном хоча б двох BCR. Це можливо, якщо антиген має декілька однорідних епітопів. Але не кожний антиген здатний забезпечити перехресне зшивання BCR. У цих випадках необхідні додаткові корецепторні мембранні молекули СD₁₉ або СD₂₁. У результаті сумісної дії BCR і корецепторів запускаються такі процеси, як проліферація, експресія на мембрані антигенів МНС-ІІ, а також молекул для взаємодії з Т-лімфоцитами. Молекули МНС-ІІ необхідні для представлення В-лімфоцитом антигена Т-лімфоциту для подальшого розпізнавання.

Показником завершення лімфопоезу у кістковому мозку є формування зрілого неімунного В-лімфоцита, на поверхні якого вже експресовані BCR двох типів – з IgM і IgD, але спочатку утворюється BCR з IgM, а потім завдяки альтернативному сплайсингу відбувається переключення на синтез IgD. Між двома цими подіями у кістковому мозку відбувається дуже важливий процес – селекція і апоптоз (запрограмована загибель) аутореактивних клонів В-лімфоцитів, а саме знищення тих лімфоцитів, які мають IgM-рецептори з високою афінністю до власних клітин. Така делеція клону аутореактивних В-лімфоцитів має провідне значення для розвитку імунологічної толерантності (безвідповідності) до власних антигенів. На тих лімфоцитах, що не були делетовані, експресуються додаткові BCR з IgD.

Ig

lg β

lg β

lg α

lg α

Рис. 5.5 Будова ВКР-рецептора В-лімфоцита

Зрілі неімунні В-лімфоцити, що несуть на своїй поверхні BCR двох типів - з IgM і IgD, потрапляють у периферічні органи імунної системи, де відбувається остаточна їх проліферація і диференціація під впливом антигенної стимуляції (імуногенез). BCR-рецептори В-лімфоцитів слугують для зв’язування антигенів. Активовані антигеном В-лімфоцити під впливом інтерлейкінів (ІЛ-4, ІЛ-5, ІЛ-6, ІЛ-7) через ряд проміжних форм перетворюються у плазматичні клітини (плазмоцити), здатні синтезувати антитіла. Плазмоцити відрізняються дуже розвиненим ендоплазматичним ретикулюмом, де на рибосомах йде активний синтез Ig. Імуноглобуліни становлять більш 20% від всього синтезованого клітинами білка. На мембрані плазмоцитів вже немає Ig-рецепторів та МНС-ІІ, і вже неможливе переключення генів для синтезу Ig інших класів.

Плазматичні клітини мігрують з лімфовузла знову у кістковий мозок або в тонку кишку та пейєрові бляшки, де живуть та функціонують протягом 4-х тижнів. Цим терміном й обмежена тривалість гуморальної імунної відповіді. Щоденне поновлення пулу В-лімфоцитів за рахунок кісткового мозку становить 5-10% від загальної кількості периферічних В-лімфоцитів. Але з мозку у кров викидається не більше 50% нових В-лімфоцитів. Час напівжиття циркулюючого у крові В-лімфоцита – 3 дні, а в лімфатичних фолікулах неімунні В-лімфоцити живуть 3-8 тижнів.

Щодо розподілу В-лімфоцитів у різноманітних органах і тканинах, то серед інших клітин вони становлять: у кістковому мозку – 40%, селезінці – 40%, лімфатичних вузлах – 25%, грудній протоці – 15%, периферічній крові – 30%, тимусі – 0,2%, у пейєрових бляшках кишечника – 55% .

В-лімфоцити є майже єдиною групою клітин крові, яка синтезує антитіла, і відповідають за гуморальну імунну відповідь. При імунній відповіді плазмоцити спочатку синтезують IgM (IgD), а потім відбувається переключення на синтез антитіл інших ізотипів (IgG, IgA, IgE). У немовлят першими починають синтезуватися також IgM. Найбільш активно синтезує антитіла популяція селезінкових лімфоцитів, на 2-му місці – фолікули лімфовузлів. Лімфоцити тимуса практично не виробляють антитіл.

Слід відзначити, що на етапі імуногенезу у вторинних органах вмикаються ще два механізми формування толерантності до власних антигенів: анергія аутореактивних В-лімфоцитів (розвиток стану ареактивності В-лімфоцитів) і “редакція” рецептора за антигенною специфічністю.

В-лімфоцити за властивостями відрізняються від Т-лімфоцитів. Вони мало чутливі до кортикостероїдів та антилімфоцитарної сироватки. Їх можна виявляти в реакції розеткоутворення з мишиними еритроцитами (реакції ЕА- та ЕАС-розеткоутворення) та за допомогою моноклональних антитіл, специфічних до диференціювальних рецепторів В-лімфоцитів (див. розділ 14.). Основні маркери, які використовуються зараз для ідентифікації В-клітин людини, – це CD19, CD20, CD21, як допоміжні – CD72 і CD78. Встановлено, що за наявністю маркера В220 (Lyb5) всі В-клітини можна поділити на два типи – Lyb5+ і Lyb5^-. В-клітини Lyb5+ здійснюють імунну відповідь на Т-незалежні полісахаридні антигени, а Lyb5^- реагують на білкові Т-залежні антигени за участю Т-хелперів.

Згідно із сучасними даними В-лімфоцити включають декілька субпопуляцій: В1- і В2-лімфоцити, В-супресори, В-кілери, В-клітини пам’яті.

В1-лімфоцити мають маркер СD₅, якого немає у інших В-лімфоцитів. Вони є найбільш давніми в еволюційному плані і утворюються таким чином: ще в ембріогенезі з регіональної СК утворюється окрема В-клітина-попередниця, яка виходить з кровотвірних органів у черевну та плевральну порожнини – прибар’єрні регіони і дає початок клону В1-лімфоцитів. Це так званий “загін протибактеріальних прикордонників”, імуноглобуліни яких не відрізняються особливою специфічністю та варіабельністю паратопів і можуть перехресно зв’язувати антигени найбільш розповсюдженних мікробів. Плазмоцити, які утворюються з В1-лімфоцитів, синтезують переважно IgМ. Саме вони в основному виявляються у сироватках здорових людей.

В2-лімфоцити – це «класичні» В-лімфоцити. Їх імуногенез відбувається у вторинних (периферічних) органах імунної системи, а після того вони знов повертаються у кістковий мозок, де перетворюються в осілі антитілоутворюючі клітини завдяки міжклітинній адгезії з кістковомозковими клітинами. В2-лімфоцити характеризуються широкою різноманітністю антигенрозпізнавальних ділянок, синтезують антитіла всіх класів і відповідають за специфічну гуморальну відповідь.

В-супресори містяться у кістковому мозку, селезінці та лімфовузлах, але в тимусі їх немає. Разом з Т-супресорами вони відповідають за розвиток імунологічної толерантності, через те, що пригнічують розмноження та диференціацію В- і Т-лімфоцитів.

В-кілери – це особливі В-лімфоцити, які можуть взаємодіяти з Fc-фрагментами IgG, фіксованих на клітинах трансплантата та викликають їх руйнування – кілинг. Можливо, їх цитотоксична дія проявляється і у відношенні власних клітин зі зміненою антигенною специфічністю.

В-клітини пам’яті – це група активованих В-лімфоцитів, які після декількох мітозів припиняють ділення і перетворюються в особливу популяцію, що здатна тривалий строк циркулювати у кров’яному руслі і зберігати “пам’ять” про контакт з антигеном.

Для різних стадій диференціації В-лімфоцитів характерні ті чи інші специфічні рецептори: у дозрілого В-лімфоцита – BCR-IgМ і BCR-IgD, у В-клітин пам’яті – BCR-IgG (або IgА чи IgЕ). У плазмоцитів з’являються СD₃₈, а BCR-рецепторів і антигенів гістосумісності МНС-ІІ немає.

5.3.5. Т-лімфоцити

Т-лімфоцити – найбільш різнорідна група імуноцитів, як за структурою поверхневих антигенів, так і за функціями. Вони не тільки беруть участь у розпізнаванні антигенів за допомогою особливих TКР-рецепторів, але й регулюють певні механізми імунітету. Диференціація Т-клітин з перетворенням їх у дозрілі Т-лімфоцити відбувається поступово в декілька стадій. У результаті на поверхні клітин послідовно з’являються різноманітні рецептори, в тому числі головний антигенрозпізнавальний рецептор TКР, рецептори для сприйняття хімічних сигналів (цитокінів) від інших клітин, здійснюється синтез власних цитокінів, а також експресується велика кількість допоміжних молекул, що беруть участь у розпізнаванні і знищенні антигенів.

Основними рецепторами Т-лімфоцитів, які беруть участь у розпізнаванні антигенів є ТКР – Т-клітинні рецептори (або TCR – від англ. Т-cell receptor). За допомогою моноклональних антитіл було встановлено, що на одному Т-лімфоциті може бути експресовано близько 30 тис. ТКР. Схематично структуру ТКР подано на рис. 5.6.

ТКР – це складний комплекс білків, який складається з 8 трансмембранних поліпептидів, які фіксуються у мембрані Т-лімфоцитів і мають цитоплазматичні ділянки для проведення сигналу всередину клітини.

ζ

S S

ζ

Рис. 5.6. Будова рецептора Т-лімфоцитів для антигену (TКРαβ)

Пояснення: рецептор складається з 8 поліпептидних ланцюгів. Антигензв’язуюча ділянка рецептора формується ланцюгами α і β; ланцюги δ, γ і ε (разом їх називають комплексом СD3) необхідні для експресії ланцюгів α і β, їх стабілізації і, напевно, проведення сигналу всередину клітини; ζ-ланцюги найбільш ”внутрішньоклітинні”, вони забезпечують проведення сигналу всередину клітини.

Основною антигенрозпізнавальною ділянкою ТКР є димер з двох поліпептидів – α та β_. Вони належать до родини імуноглобулінів і контролюються комплексом генних сегментів V, D, J і C, але гени, що їх кодують, утворюють окрему групу. Димер з α та β-ланцюгів є аналогом Fab-фрагмента імуноглобуліну. Кожен з ланцюгів має один варіабельний (V) та один константний (C) домени. Варіабельні домени мають не меньш 7 гіперваріабельних ділянок (у антитіл – 3-4). Між гіперваріабельними ділянками α- та β-ланцюгів ТКР формується «щілина» активного центру, в яку може входити епітоп антигену, наприклад, антигенний пептид з 8-9 залишків амінокислот. Причому активний центр одного ТКР може перехресно взаємодіяти з різними антигенами, подібними за просторовою структурою.

Між α- та β-ланцюгами в мембрану вмонтовані два додаткові поліпептиди – ζ, які з’єднані між собою дисульфідним зв’язком. Вони “допомагають” α- та β-поліпептидам проводити сигнал про контакт з антигеном всередину клітини.

Для формування і функціонування ТКР важливу роль відіграють СD₃-рецептори (СD₃-комплекс), що є у всіх Т-лімфоцитів. СD₃-комплекс складається з чотирьох поліпептидів – γ, δ та двох ε, які двома парами (δε і εγ) оточують α- і β-ланцюги і ніби підтримують їх у мембрані. Поліпептиди γ, δ і ε необхідні для експресії і просторової укладки α- та β-ланцюгів. Мутантні клітини з дефектним СD₃-комплексом не здатні сформувати на своїй поверхні антигенрозпізнавальну ділянку. Цитоплазматичні фрагменти поліпептидів γ, δ і ε, як і ζ-ланцюги, містять амінокислотні послідовності ІТАМ (immunoreceptor tyrosine-based activation motifs). ІТАМ зв’язуються з тирозинкіназами цитозолю, які проводять сигнал у клітину.

Диференціація Т-лімфоцитів супроводжується соматичною рекомбінацією - перебудовами ДНК, що забезпечують утворення великої безлічі Т-клітин з різними антигензв’язуючими центрами. Згідно з теоретичними розрахунками кількість варіантів Т-лімфоцитів з унікальними ТКР може досягати 10¹⁶ – 10¹⁸.

На відміну від Ig-рецепторів В-лімфоцитів та макрофагів, ТКР Т-лімфоцитів розпізнають антигени тільки в комплексі з МНС на поверхні антигенпрезентуючих чи інфікованих клітин, причому на різних клітинах антиген може бути експресований сумісно з молекулами МНС першого чи другого класів (МНС-І чи МНС-ІІ).

2

1

5

7а

7б

3

МНС-II

+ епітоп

TCR

4

Рис. 5.7. Взаємодія ТКР з комплексом МНС+епітоп на антигенпрезентуючій клітині (Р. М. Хаїтов, Г. О. Ігнатьєва, І. Г. Сидорович, 2000)

1- антигенпрезентуюча клітина (наприклад, дендритна або макрофаг); 2 – Т-лімфоцит СD₄; 3 – молекули МНС-ІІ; 4 – епітоп (антигенна детермінанта антигену); 5 – α- та β-ланцюги ТКР; 6 – молекула СD₄ ; 7а – δ і ε-ланцюги ТКР; 7б – γ і ε-ланцюги ТКР

На мембранах антигенпрезентуючих клітин – макрофагів, дендритних клітин, В-лімфоцитів – епітопи антигенів виведені на поверхню у комплексі з МНС-ІІ, на інших клітинах організму (пухлинних, інфікованих внутрішньоклітинними паразитами, клітинах трансплантанту, власних клітинах зі зміненими антигенами) утворюються комплекси антигенів з МНС-І.

Т-лімфоцит своїм ТКР вступає у контакт з клітиною, яка несе антиген, причому одна ділянка ТКР зв’язується з МНС клітини, а інша – безпосередньо з епітопом антигену. Цей феномен отримав назву подвійного розпізнавання антигенів.

Диференціація у розпізнаванні антигенів, асоційованих з МНС-І чи з МНС-ІІ, здійснюється завдяки додатковим корецепторним молекулам Т-лімфоцитів. Якщо ТКР асоційований з корецептором СD₄ (у Т-хелперів), то чужерідний антиген розпізнається в комплексі з МНС-II. Якщо ж ТКР асоційований з корецептором СD₈ (у Т-кілерів), то розпізнаються антигени в комплексі з МНС I. Явище подвійного розпізнавання антигенів в комплексі з МНС було відкрите Р. Цинкернагелем і П. Дохерті більше 20 років тому, у 1996 р. за це відкриття вчені були нагороджені Нобелівською премією.

Як вже відзначалося раніше, у дозріванні Т-лімфоцитів, як і В-лімфоцитів, можна виділити два основних етапи – лімфопоез (антигеннезалежна диференціація) та імуногенез (антигензалежна диференціація). Лімфопоез починається у кістковому мозку з диференціального ділення стовбурної лімфоцитарної клітини на дві самостійні гілки, які дають початок Т- і В-клітинам. У ранніх Т-клітин-попередниць на мембрані з’являється специфічний глікопротеїн (ГП-33), який пізніше асоціюється з β-ланцюгом ТКР. На наступній стадії лімфопоезу остаточно формується сам антигенрозпізнавальний рецептор – ТКР. Т-клітини з ТКР мігрують у тимус (центральний орган), де перетворюються на тимоцити. Диференціація у тимусі відбувається поступово у міру того, як Т-клітини просочуюються з періферійної кори органа у більш глибоко розташовані шари, зокрема у мозкову речовину. Під впливом стромальних клітин мікрооточення і тимічних гормонів відбувається «виучування» Т-клітин - комітування (від англ. commit – ввіряти, доручати) з формуванням окремих ліній клітин. У тимусі відбувається делеція клонів аутореактивних Т-лімфоцитів, здатних відповідати на власні антигени (аутоантигени). Щодо формування окремих субпопуляцій Т-лімфоцитів, то спочатку з’являються тимоцити CD4⁺CD8⁺, які мають обидва диференціювальні рецептори – CD4⁺ і CD8⁺. Пізніше виникають Т-хелпери (CD4⁺CD8^-, або CD4⁺-клітини), Т-кілери і Т-супресори. Останні дві субпопуляції мають за даними рецепторами однаковий фенотип – CD4^-CD8⁺. Їх ще називають CD8⁺-клітинами. Так завершується етап антигеннезалежної диференціації Т-лімфоцитів, після чого вони розселяються у Т-залежних зонах периферичних органів.

Дихотомія (розгалуження) Т-хелперів з утворенням двох гілок – Тh1 i Th2 – відбувається шляхом подальшої диференціації CD4⁺-клітин у периферичних органах імунної системи в процесі розвитку імунної відповіді. Залежно від природи антигену, його дози, шляхів та кратності потрапляння в організм, супутніх факторів відбувається імунне відхилення у бік утворення тієї чи іншої субпопуляції – Тh1 чи Th2. Хелпери першого і другого типів є регуляторними клітинами і розрізняються спектром синтезованих цитокінів. Залежно від цього розвивається переважно клітинна (під впливом Th1) або гуморальна імунна відповідь (за допомогою Th2). У вторинних (периферичних) лімфоїдних органах здійснюється селекція специфічних до антигену Т-лімфоцитів, що належать до різних субпопуляцій. Активовані таким чином окремі Т-лімфоцити розпочинають активно ділитися і після декількох мітозів дають клони спеціалізованих для даного антигена клітин – Т-хелперів, Т-супресорів, Т-кілерів та ін..

Вміст Т-лімфоцитів серед інших клітин лімфоїдних тканин (у мишей) встановлює: у тимусі – близько 100%, грудній протоці – 80%, лімфатичних вузлах – 70%, периферічній крові – 65%, селезінці – 35%, пейєрових бляшках кишечника – 30%, у кістковому мозку – відсутні.

На сьогодні відомо вже близько 10 субпопуляцій Т-лімфоцитів:

Індуктори Т-хелперів мають специфічний рецептор СD₂₉ і виконують регуляторну функцію, індукуючи утворення Т-хелперів. Цей тип Т-лімфоцитів запускає експресію антигенів МНС ІІ на макрофагах та інших клітинах А-ряду, без чого неможливе розпізнавання Т-хелперами антигенів.

Т-хелпери 0 (Th0) – маловивчена група Т-лімфоцитів. Вважають, що це – попередники Т-хелперів, в яких експресовані ще не всі рецептори. Але в результаті дозрівання і диференціації вони дають дві гілки нащадків Th1 і Th2. Це явище отримало назву дихотомії Т-хелперів.

Т-хелпери І (Th1) мають рецептори СD₄, СD₄₄, СD₄₅. Вони впізнають антигени, асоційовані на поверхні різних клітин з антигенами МНС І і сприяють розвитку імунної відповіді за клітинним типом. Th1 забезпечують проліферацію і диференціацію Т-кілерів, які знищують клітини трансплантату, пухлин, а також клітини, інфіковані будь-якими внутришньоклітинними паразитами (вірусами, хламідіями, рикетсіями, мікобактеріями, найпростішими тощо). Th1 здатні активувати Th2, стимулюють вироблення IgA2, сприяють прояву цитотоксичної функції макрофагів, беруть участь у реакціях гіперчутливості повільного типу (РГПТ). Th1 секретують інтерлейкіни (IL-2, IL-3), фактори некрозу пухлин (TNFα, TNFβ), інтерферон–γ (IFγ), фактор, що стимулює ріст гранулоцитів і макрофагів (GM-CSF) та інші цитокіни (медіатори імунної відповіді). Th1 стійкі до радіоактивного випромінення.

Т-хелпери 2 (Th2) мають рецептори СD₄ і СD₂₈. Ці клітини відіграють важливу роль у розвитку гуморальної імунної відповіді у відношенні Т-залежних антигенів. На відміну від Т-хелперів першого типу Th2 розпізнають антигени на поверхні антигенпрезентуючих клітин (макрофагів, дендритних клітин) у комплексі з молекулами МНС-ІІ. Основна функція Th2 – стимуліція проліферації та активації В-клітин з подальшим перетворенням останніх в антитілоутворюючі плазмоцити. Тобто синтез антитіл проти Т-залежних антигенів відбувається при безпосередній участі Th2. При цьому Th2 гальмують функцію Th1, що може призводити до перемикання клітинної відповіді на гуморальну.

Th2 діють на В-лімфоцити двома шляхами: завдяки міжклітинним контактам та опосередковано, виробляючи хімічні сигнали – цитокіни. Т-хелпери 2 секретують велику кількість цитокінів: інтерлейкіни IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10, IL-13, а також GM-CSF. IL-4 і IL-5 є факторами росту і диференціації В-лімфоцитів і стимулюють переважно гіморальну імунну відповідь. IL-5 сприяє утворенню IgA, IL-4 значно посилює синтез IgE – 100-1000 разів. На противагу Т-хелперам першого типу Th2 чутливі до радіоактивного випромінення.

Т-хелпери 3 (Th3) – це так звані “наївні” Т-лімфоцити, які розпізнають чужерідні антигени в комплексі з антигенами МНС, після чого стають регуляторними лімфоцитами. У лімфовузлах вони розмножуються і диференціюються, а далі мігрують у вогнище запалення, де зустрічаються з Th1 и Th2. Це стимулює звільнення TGF (трансформуючого фактора росту), який виявляє протизапальну дію. Таким чином, залучення Тh3 до імунної відповіді знижує інтенсивність супутніх запальних реакцій.

Індуктори Т-супресорів мають специфічні рецептори СD₄₅, стимулюють диференціювання попередників Т-супресорів, посилюють секрецію IL-1 макрофагами.

Т-супресори (Тs) експресують на поверхню мембрани рецептори СD₁₁, СD₈, Lyt1. Це – гетерогенна популяція клітин, які виявляють пригнічуючу дію у відношенні до різних імуноцитів: В-лімфоцитів, Т-хелперів, ефекторних Т- і В-клітин тощо. Взаємодіючи з Т-хелперами, Тs пригнічують синтез рецепторів к IL-1 і IL-2 і тим самим уповільнюють проліферацію і диференціровку ефекторних Т-лімфоцитів та антитілоутворюючих клітин проти даного антигену. В ембріональному та постнатальному періодах Тs відповідальні за виникнення імунологічної толерантності до власних білків. Функції Т-супресорів блокуються через тиждень після народження особливою популяцією Т-контрсупресорів.

Т-супресори мають важливе значення не тільки при формуванні імунологічної толерантності, але й при нормальній імунній відповіді. В організмі одночасно виявляються Т-хелпери, Т-ефектори і Т-супресори, взаємодія яких чітко збалансована. Порушення функції Т-супресорів може призводити до продукції необмеженої кількості антитіл, зокрема у відношенні власних антигенів, внаслідок чого розвиваються аутоімунні хвороби. Так, при системній червоній вовчанці виявляється суттєве зниження кількості Тs, які в нормі повинні пригнічувати утворення антитіл проти нуклеопротеїдів – комплексів ДНК і РНК з ядерними та цитоплазматичними білками, внаслідок чого виникає аутоагресія проти всіх ядровмісних клітин.

В останні роки деякі вчені висловлюють припущення, що окремої субпопуляції Т-супресорів не існує, а пригнічення імунної відповіді здійснюють інші клітини через продукування спеціальних гуморальних факторів. Є докази, що в деяких випадках супресорну функцію виконують Т-ефектори, які мають той же клітинний маркер CD8, що і Т-супресори. Пригнічення окремих ланок імунітету можуть викликати Th1 i Th2, продукуючи певні цитокіни. Так, якщо Th2 виробляють гама-інтерферон, то гальмується гуморальна відповідь (синтез антитіл), а синтез IL-10 пригнічує клітинну імунну відповідь. Дуже цінним показником нормального функціонування імунної системи є так званий імунорегуляторний індекс, який відображає кількісне співвідношення хелперів і супресорів. У здорової людини цей індекс – CD4/CD8 – дорівнює 2 і більше, у хворих на СНІД внаслідок інфікування і руйнування Т-хелперів вірусом їх кількість знижується, а кількість Т-супресорів може навіть збільшуватись, внаслідок чого CD4/CD8 падає до 0,5 і нижче. Це призводить до “паралічу” імунної системи і розвитку пухлин і цілої низки опортуністичних хвороб.

Т-контрсупресори не мають СD₄, СD₈, але мають унікальний рецептор до лектину Vicia villosa, пригнічують функції Т-супресорів, продукують особливий лімфокін, який у сполуці з Т-хелперами робить їх стійкими до дії Т-супресорів.

Т-кілери (Тk) належать до Т-ефекторних клітин. Це цитотоксичні лімфоцити (ЦТЛ) із специфічним рецептором СD₈, які розпізнають чужерідні антигени, експресовані на поверхні власних клітин організму в комплексі з МНС-І. Попередники Т-кілерів, активовані антигеном і інтерлейкіном-2, що виробляється Th-1, перетворюються у дозрілі кілери. Вони здатні викликати цитоліз (кілинг) клітин-мішеней – клітин трансплантата, пухлин, клітин, інфікованих внутришньоклітинними паразитами (вірусами, хламідіями, рикетсіями, найпростішими тощо). Т-кілери з’являються через декілька днів від моменту первинного розпізнавання антигену. На відміну NK (природних кілерів), які з’являються раніше, дія Т-кілерів специфічна.

Т-клітини пам’яті – це особлива популяція довгоживучих CD4-клітин, які мають додаткові маркери CD2, CD3, CD29. Вони обумовлюють швидке включення клітинної відповіді при повторній появі антигену в організмі. Ці клітини існують у 2 формах: одна з них з маркером CD45PA активується антигеном і проліферує з утворенням необхідних для вторинної імунної відповіді ефекторних клітин, друга – CD45PO – виникає з першої і створює короткочасну фазу гіперактивності.