Роль антигенпрезентирующих клеток и комплекс гистосовместимости

Что такое антигенпрезентирующие клетки

Это белки или сахара (полисахариды), находящиеся на внешней стороне вируса или клетки. Каждый из них имеет уникальную форму, которую иммунитет считывает, чтобы понять, принадлежит ли он организму. Антигены имеются на вирусах, бактериях, аллергенах, паразитах, белках, опухолевых и нормальных клетках организма. Антигены собственного организма называют собственными, а вирусы, бактерии и другие вредные антигены — несобственными. Это означает, что организм распознает собственные клетки как свои, а другие антигены — как чужие.

Источник: istockphoto.com

Презентация антигенов является одним из основных элементов защиты хозяина. Она включает в себя поглощение, обработку и презентацию антигена вместе с антигенпрезентирующими и костимулирующими молекулами специализированной группой лейкоцитов, называемых антигенпрезентирующими клетками.

Cостоит из распознавания патогена, фагоцитоза патогена или его молекулярных компонентов, процессинга антигена и последующей презентации антигена наивным (зрелым, но еще не активированным) Т-клеткам. От презентации антигена зависит способность адаптивной иммунной системы бороться с патогенами и завершать инфекцию.

Виды и типы

В организме существует 3 вида АПК.

Обеспечивают врожденный иммунитет, который является первой линией защиты от чужеродных антигенов. Адаптивный иммунитет — это подтип иммунной системы, в котором участвуют специализированные иммунные клетки и антитела. Помимо иммунной роли, макрофаги также выделяют противовоспалительные цитокины (небольшие сигнальные белки) и способствуют репаративным процессам.

Могут иметь различные названия в зависимости от места их функционирования в организме. Например, макрофаги, присутствующие в головном мозге, называются микроглиями, а в синусоидах печени — клетками Купфера.

Образуются из моноцитов, которые сами происходят из костного мозга. Моноциты циркулируют в крови в течение 1-3 дней, после чего мигрируют в ткани, где превращаются в макрофаги или дендритные клетки. Макрофаги можно обнаружить во многих органах тела, включая печень, мозг, кости, легкие, а также в крови, особенно в местах инфекции.

Это разновидность лейкоцитов, которые отвечают за распознавание патогенов и инициирование иммунного ответа. Эти клетки встречаются во всех тканях организма, но наиболее многочисленны они в коже и слизистых оболочках. Играют важнейшую роль в иммунном ответе, захватывая и представляя антигены Т-клеткам. Они также участвуют в регуляции иммунного ответа, вырабатывая цитокины.

Цитокины — это белки, которые помогают регулировать активность других клеток иммунной системы.

ДК способны распознавать антигены в процессе, называемом презентацией антигена. Этот процесс начинается, когда дендритная клетка вступает в контакт с патогеном. Затем дендритная клетка интернализует патоген и обрабатывает антигены. После обработки антигены оказываются на поверхности дендритной клетки в комплексе с молекулами ГКГ. Затем ДК мигрирует в лимфатический узел, где вступает в контакт с Т-клетками. Т-клетки распознают представленные антигены и активируются. ДК также вырабатывает цитокины, которые помогают регулировать иммунный ответ.

Являются важной частью иммунной системы и играют решающую роль в распознавании патогенов и реакции на них.

В-клетки и Т-клетки представляют собой особый тип белых кровяных телец, называемых лимфоцитами. Лимфоциты борются с вредными захватчиками и аномальными клетками, такими как раковые клетки. Т-клетки защищают, уничтожая патогены и посылая сигналы, которые помогают координировать реакцию иммунной системы на угрозы. Вырабатывают антитела в ответ на антигены (генераторы антител). Это маркеры, позволяющие иммунной системе распознавать вещества в организме, в том числе такие опасные, как вирусы и бактерии.

Существует два основных вида В-клеток: плазматические клетки и клетки памяти. Оба типа помогают защититься от инфекций и болезней.

1. Плазматические клетки выделяют антитела в ответ на антигены. Когда В-клетка превращается в зрелую плазматическую клетку, она может выделять до 2 тысяч антител в секунду. Их также называют плазмацитами или эффекторными клетками. Они имеют меньшую продолжительность жизни, чем клетки памяти.
2. Клетки памяти запоминают определенные антигены, поэтому в случае их появления в организме в будущем иммунная система может быстро организовать защиту. В то время как плазматические клетки борются с захватчиками организма, вырабатывая антитела, клетки памяти помогают иммунной системе бороться с ними в будущем. Например, большинство вакцин действуют потому, что подвергают иммунную систему воздействию антигенов, которые клетки памяти запоминают. Если появляется захватчик, организм может быстро начать атаку.

Функции

АПК фагоцитируют в тканях экзогенные патогены, такие как бактерии, паразиты и токсины, а затем под действием хемокиновых сигналов мигрируют в лимфатические узлы, содержащие наивные Т-клетки. Во время миграции АПК проходят процесс созревания, в ходе которого они переваривают фагоцитированные патогены и начинают экспрессировать антиген в виде пептида на своих ГКГ-комплексах, что позволяет им представлять антиген наивным Т-клеткам.

Фаза переваривания антигена также называется процессингом антигена, поскольку она подготавливает антигены к презентации. ГКГ-комплекс: антиген распознается Т-клетками, проходящими через лимфатический узел. Экзогенные антигены обычно отображаются на молекулах MHC класса II, которые взаимодействуют с хелперными Т-клетками CD4+.

Клиническое значение

Макрофаги полезны и играют важную роль в организме человека. Они защищают наш организм от бактериальных и вирусных инфекций, выделяя антимикробные медиаторы и провоспалительные цитокины, и в то же время способствуют восстановлению организма за счет противовоспалительной реакции. Они также обеспечивают защиту от повреждения нейронов в головном мозге и регулируют уровень железа и билирубина в печени.

Однако существуют и патологические эффекты. Например, один из видов макрофагов М2 — опухолеассоциированный макрофаг — способствует росту опухолей, подавляя иммунную систему. В настоящее время разрабатываются методы лечения. Кроме того, популяции макрофагов М1 и М2 играют роль в развитии атеросклероза — заболевания артерий, характеризующегося жировыми отложениями на стенках сосудов. Макрофаги М1 вызывают воспаление сосудов, а макрофаги М2 выводят холестерин из сосудов, который затем окисляется и превращается в атероматозные бляшки. Последствиями этого процесса могут быть гипертония и сердечно-сосудистые заболевания.

Дендритные клетки помогают иммунной системе распознавать и атаковать аномальные клетки, например, раковые. Для создания вакцины ученые выращивают дендритные клетки вместе с раковыми клетками в лаборатории. Затем вакцина стимулирует иммунную систему к атаке на раковые клетки.

В-клетка является ключевой регуляторной клеткой иммунной системы; она действует, вырабатывая антитела, антигенпрезентирующие клетки, поддерживая другие мононуклеарные клетки и непосредственно участвуя в воспалительных процессах.

Благодаря уникальной продолжительности жизни плазматических В-клеток (они живут в костном мозге десятилетиями) и способности выделять большое количество белка, плазматические клетки могут быть использованы в качестве инженерной клеточной терапии для замещения белка. Такая новая клеточная терапия может оказаться более эффективной, чем существующие методы доставки белка, требующие еженедельного или даже более частого дозирования. Биологические белковые препараты используются для лечения многих заболеваний, включая рак, аутоиммунные расстройства и белковую недостаточность.

Именно та клетка, которая становится раковой, может быть более зрелой или более незрелой. Клетка, вызывающая рак, может быть ближе по форме и функциям к настоящей В-клетке, чем к незрелой кровообразующей клетке, которая в здоровом состоянии в конечном итоге даст начало взрослой В-клетке.

Что такое главный комплекс гистосовместимости

Состоит из белков. В организме человека практически каждая клетка имеет на своей поверхности ГКГ. Только у нейронов нет таких клеток. Поскольку ни в одном нейроне нет ядра. Он находится внутри клеток. Но когда возникает проблема, связанная с иммунной системой организма, он выходит на поверхность клетки, чтобы выполнить свою задачу.

ГКГ чужеродные вещества, представляющие потенциальную угрозу для организма. Взаимодействует с Т-лимфоцитами. ГКГ только подает сигнал о чужеродных элементах. Чужеродный элемент уничтожается Т-лимфоцитами.

Существует в основном два типа ГКГ:

1. ГКГ Класс I: присутствуют только на поверхности нормальных клеток. Клетки имеют ядро. В основном эти клетки имеют данный тип. Способен работать только с Тс-клетками. Эти Т-лимфоциты способствуют уничтожению чужеродных элементов.
2. ГКГ Класс II: присутствуют только на поверхности клеток иммунной системы. Ни в одной клетке они не имеют ядра. Полностью связывается с экзогенными клетками. То есть с теми клетками, которые полностью поступают извне организма. В основном такими ГКГ обладают дендритные клетки и В-клетки.

ГКГ — важное вещество. Он помогает распознать потенциальную угрозу для иммунной системы. Если в организм попадает чужеродный объект, то его уничтожение является необходимой задачей. Но это возможно не только с помощью лейкоцитов. Некоторые вещества связаны с важными процессами организма. Эти вещества необходимо сохранить в неизменном виде. Необходимо провести различие между необходимым веществом и чужеродным объектом.