Продуктивная фаза иммунного ответа

(синтез антител)

Под продуктивной фазой гуморального иммунного ответа понимают процессы, в результате которых образуются эффек-торные клетки — плазматические клетки продуцирующие ан­титела, а также В-клетки памяти.

После размножения, инициированного событиями, опи­санными в предыдущем разделе, бластные В-клетки дифферен­цируются сначала в плазмобласт, а затем в плазматическую клетку. Эти процессы происходят в медуллярных шнурах лим­фатических узлов, а также в белой и красной пульпе селезенки. Плазматические клетки слизистых оболочек мигрируют в Lamina propria слизистых оболочек. Возможно, что существу­ют и другие варианты.

Основной же механизм дифференцировки В-лимфоцитов заключается в том, что происходит переключение синтеза мем­бранных иммуноглобулинов (BCR) на растворимые молекулы, секретируемые во внеклеточное пространство. Секретируемые иммуноглобулины представляют собой антитела с той же спе­цифичностью, что и BCR. При этом интенсивность синтеза им­муноглобулинов резко возрастает.

Синтез различных цепей иммуноглобулинов происходит в полисомах клетки. Сборка идет на мембранах комплекса Гольджи. Полагают, что сборка может выполняться двумя путями.

В первом случае сначала собираются тяжелые цепи, а затем к ним при­соединяются легкие цепи. Во втором случае сначала собирается блок из одной тяжелой и одной легкой цепи. Затем два подобных блока соединя­ются. В аппарате Гольджи антитела подвергаются гликозилированию, пос­ле чего секретируются из клетки во внеклеточное пространство.

Зрелая цитоплазматическая клетка не делится и продуциру­ет антитела только одной специфичности (т. е. она моноспеци­фична). Продолжительность жизни плазматических клеток со­ставляет 4—7 суток. После выработки своего ресурса плазмати­ческие клетки подвергаются апоптозу.

Тимусне зависимый ответ

В-клетка в результате такого контакта получает через BCR и CD40 мощный сигнал, который вызывает у нее пролифера­цию (размножение) и дифференцировку в плазматические клетки. Этому способствуют и вырабатываемые Т-хелперами цитокины IL-4, 5, 6, 10.

Т-хелперы, получая сигнал в основном через TCR и рецеп­тор CD28 (см. рис. 3.5), дифференцируются в Th-2 клетки (хелперы гуморального ответа) и начинают секретировать цитоки-ны, необходимые для дальнейшего развития и дифференциров-ки В-клеток (IL-4, 5, 6, 10). В-клетки, выступая в роли антигенпрезентирующих клеток, как бы «склоняют» контакти­рующие с ними ThO-клетки «на свою сторону», и развитие им­мунного ответа идет по гуморальному типу.

 Второй — тимусне зависимый ответ не требует вклю­чающей роли Т-хелперов и развивается в ответ на антигены, получившие название тимуснезависимых,

В настоящее время считают, что эффект тимуснезависи­мых антигенов подобен эффекту митогенов и связан с их стро­ением. Одни антигены, связываются на поверхности лимфо­цита одной своей частью с BCR, а другой — с рецепторами для митогенов. При накоплении достаточного (порогового) их уровня на поверхности клетки, включается митогенный сиг­нал, который инициирует пролиферацию и дифферениииров-ку В-клеток.

Другие антигены имеют строение цепей с периодически по­вторяющимися фрагментами. Это способствует многоточечно­му связыванию рецепторов на поверхности В-лимфоцитов, ко­торое и обусловливает включение митогенного сигнала.

Считается, что развитие тимуснезависимого иммунного от­вета происходит вне зародышевых центров, возможно даже — вне лимфоидных органов.

В дальнейшем, после нескольких стадий делений (проли­ферации), наступает продуктивная фаза образования антител.

Пептид

Если структура антигенного эпитопа оказалась комплиментарной BCR (положительное распознавание), В-лимфоцит получает соответствующий сигнал. При этом важную роль в процессе взаимодействия играют коре-цепторные молекулы В-клеток (CD2I, которые связываются с рецептора­ми CD23 на поверхности дендритных клеток). Формируется комплексный сигнал, который приводит к экспрессии на поверхности В-лимфоцита мо­лекулы Вс1-2, супрессирующей апоптоз. Это способствует тому, что клетка с таким маркером выживает и участвует в дальнейшем развитии иммунно­го ответа.

Все остальные В-клетки, не получившие такого сигнала (в результате неспецифичности BCR, неспособности связываться с дендритной клеткой или аутореактивные) и не получившие команды для экспрессии Bcl-2, под­вергаются апоптозу и погибают.

Образовавшийся на поверхности В-лимфоцита комплекс BCR — антиген, погружается внутрь лимфоцита, где подверга­ется частичному расщеплению — процессингу.

Образующиеся в ходе процессинга антигенные пептиды встраиваются в молекулы МНС класса II и экспресс ируются на поверхность В-клетки для предоставления Т-хелперам.

Таким образом, пептид, который предоставляется Т-хелпе­рам, является составной частью той же молекулы, что и эпитоп, распознаваемый BCR. Однако он абсолютно не идентичен ему. Его природа и структура может быть совершенно иной. Если эпитоп, распознаваемый BCR, может быть пептидной, полиса-харидной или иной природы, то эпитоп для Т-хелперов — обя­зательно пептид

Полагают, что имеется определенный биологический смысл в таком, казалось бы, громоздком механизме. Он заклю­чается в том, что в данном случае у В-клеток резко возрастает вероятность контакта с Т-хелперами, несущими специфич­ность к различным частям антигенной молекулы, которую уже распознал BCR. То есть В-лимфоцит, имеющий одну специ­фичность, может получать стимулируюший сигнал не от одно­го, а от нескольких вариантов Th, имеющих специфичность к различным эпитопам той же молекулы антигена.

Распознавание Т-хелперами соответствующей структуры на поверхности В-клетки (антигенного пептида в комплексе с молекулой МНС класса II) влечет за собой последствия как для В-лимфоцита, так и для этого Т-хелпера

ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ

 

Специфический гуморальный иммунный ответ обусловлен секрецией В-лимфоцитами и плазматическими клетками спе­цифичных для антигена молекул, называемых антителами. Как упоминалось выше, антитела обладает бифункциональной ак­тивностью и могут связываться как с антигеном, так и с соот­ветствующими рецепторами на поверхностях мембран многих клеток. Это их свойство и обусловливает огромное многообразие иммунологических реакций. Различают две фазы гумораль­ного иммунного ответа — индуктивную и продуктивную.

Индуктивная фаза гуморального ответа (распознавание антигена и взаимодействие с Т-хелперами)

Под индуктивной фазой гуморального иммунного ответа понимают процессы, в течение которых В-лимфоциты получа­ют ряд необходимых сигналов для своей пролиферации и диф-ференцировки.

В механизмах получения стимулирующих сигналов у В-клеток имеются некоторые особенности. Это связано со спо­собностью В-лимфоцитов выполнять роль специфической ан-тигенраспознаюшей клетки, которая может как процессиро-вать антиген, так и представлять его Т-хелперам, в составе ком­плекса с молекулами МНС класса II.

Различают два механизма включения В-клеток — тимусза-висимый и тимуснезависимый.

/. Первый — тимусзависимыйу требует участия в этом процессе активированных Т-хелперов (CD4⁺).

Полагают, что Т-хелперы предварительно должны быть ак­тивированы антигеном, презентированным другими APC_S (подробнее о процессах переработки антигена, его процессинге и презентации см. гл. 3.3). При этом отмечают, что В-лимфоци­ты имеют как бы два центра связывания (в этом проявляется их двойная природа — антигенраспознаюшей и антигенпрезенти-рующей клетки).

В-лимфоциты связывают свободные антигены соответству­ющей специфичности через В-клеточный рецептор (BCR). То есть образуется комплекс BCR — антиген.

Необходимо отметить ту важную роль, какую играют фолликулярные дендритные клетки. Они способны длительно сохранять антигены на сво­ей поверхности, особенно в виде иммунных комплексов. Именно к этим антигенам, представленным на поверхности фолликулярных дендритных клеток, и «апробируют» сродство своих BCR те лимфоциты, которые при­сутствуют в составе лимфоидных фолликулов.

Основной механизм киллинга

Основной механизм киллинга практически идентичен ме­ханизму с использованием перфоринов и гранзимов, который неспецифически развивают NK-клетки (см. гл. 6.3.4). Однако в отличие от неспецифических NK-клеток, репертуар киллерно-го механизма Т-клеток более разнообразен и совершенен.

Наряду с высвобождением гранул, важную роль в киллинге мишеней играет экспрессия на поверхности киллера лиганда для молекул Fas (CD95, молекулярная масса 48 кДа). Этот ли-ганд (FasL), взаимодействуя с Fas-молекулами мишени, переда­ет «сигнал смерти» внутрь клетки, что и вызывает ее програм­мированную гибель (апоптоз). Считается, что в передаче ле­тальных сигналов клеткам-мишеням может участвовать также и TNFa, который секретируют Т-киллеры (CD8⁺). При этом апоптоз может развиваться и после того, как Т-киллер отделил­ся от мишени.

Отмечают, что строение Fas-молекул и рецептора для TNFcx очень похожи, a TNFa обусловливает гибель клетки-мишени также по механизму апоптоза. (Иногда киллерные эффекты че­рез Fas-молекулы могут развивать и CD4⁺ клетки.)

При взаимодействии этих рецепторов включается сигнал через молеку­лы, связанные с доменом гибели (DD) во внутриклеточной части рецепто­ра Fas. Эти сигналы приводят к активации сериновых протеиназ — каспаз. Последние через каскад реакций активируют эндонуклеазы, а те, в свою очередь, включают дефрагментацию ДНК. Механизм расщепления ДНК — основной механизм апоптоза.

Цитотоксическая реакция Т-клеток

Специфический цитотоксический эффект (специфический контактный киллинг) обычно развивают Т-киллеры, т. е. Т-клетки, как правило, несущие маркер CD8⁺. Активацию этих клеток обусловливают АРС$. Однако антиген (пептид) должен быть встроен не в продукты МНС класса II, а в молекулы МНС класса I (см. гл. 3.5.2). Такая активация может быть обусловле­на распознаванием антигена Т-клеточным рецептором и вклю­чением костимулируюших молекул CD28—CD80. Конечным результатом этого процесса является активация Т-киллера, его бласттрансформация и экспрессия на его поверхности рецепто­ров для IL-2. В дальнейшем присутствующие здесь же активи­рованные Т-хелперы (ТЫ) выделяют IL-2. Выполняя роль фа­ктора роста, цитокин заставляет данный клон Т-киллеров про-лиферировать. Кроме того, IL-2 могут вырабатывать и сами СО8⁺-клетки, что обеспечивает им размножение по аутокрин-ному механизму самоподдержания.

Следует отметить, что мембранный контакт для пре-Т-кил-леров с Т-хелперами абсолютно не обязателен (как это счита­лось раньше), а активация вполне может происходить с помо­щью цитокинов. Более того, описаны условия, когда диффе­ренциация Т-киллеров происходила вообще без помощи Т-хел­перов. Для этого необходима высокая концентрация IL-2, TNFa и/или IL-15.

Таким образом, контакт со специфическим пептидом вклю­чает каскад реакций, благодаря которым возникает возмож­ность пролиферации и накопления большого количества кле­ток специфического клона. В дальнейшем эти клетки обеспе­чивают цитотоксический киллинг клеток-мишеней, на поверх­ности которых экспрессированы антигены нужной специфич­ности в комплексе с молекулами МЫС класса I.

Реакции замедленного типа

Реакции замедленного типа могут развиваться только в организме, в ко­тором имеется многочисленная популяция специфических для данного антигена Т-хелперов, вернее, ThI-клеток. Такая ситуация может разви­ваться в инфицированном, вакцинированном или специально сенсибили­зированном организме. Гиперчувствительность замедленного типа являет­ся одной из форм защиты организма от инфекта.

При этом вначале развивается индуктивная фаза, в которой, как отме­чено выше, происходит активация ThO (CD4⁺), а затем их дифферении-ровка. В данном случае в направлении ТЫ. Затем во второй (эффектор-ной) фазе реакции эти Thl клетки взаимодействуют с АРС$, презентирую­щими им тот же антиген. Возникает сигнал (через TCR), который усилива­ется взаимодействием костимулирующей молекулы CD28 (со стороны ТЫ) и молекулы CD80 (со стороны макрофага). При этом Thl активирует­ся и начинает синтезировать цитокины IFN7, IL-2, TNFa, GM-CSF.

Эти цитокины (особенно IFN7 и TNFa) мошно активируют макро­фаги, которые приобретают выраженные бактерицидные и цитолитиче-ские свойства. Одновременно они сами выделяют большой набор цито-кинов (IL-1, IL-6, TNFa, IL-12), хемокины, О₂'^ N0 и другие продукты. Большое количество таких цитокинов обусловливает развитие широко­го спектра обших и местных реакций. Вырабатываемые хемокины и про­дукты деструкции тканей привлекают в очаг новые моноциты. Присут­ствие GM-CSF стимулирует миелопоэз, а IL-2 — пролиферацию Т-лим-фоцитов.

Характерно, что воспалительная реакция сопровождается при этом до­вольно слабо выраженной сосудистой реакцией. Вместе с тем в очаге вос­паления развивается интенсивная инфильтрация тканей, что выражается в сильном уплотнении воспаленного участка.

Таким образом, в основе гиперчувствительности замедлен­ного типа лежит не активность цитотоксических CD8⁺ Т-лим-фоцитов (как считалось раньше), а деятельность Т-хелперов (CD4⁺ клеток), активирующих макрофаги, которые в свою оче­редь и вызывают воспалительную реакцию.