Слайд 1Клеточная цитотоксичность
важный механизм защиты против внутриклеточно локализованных возбудителей. Цитотоксическую активность
могут проявлять несколько типов клеток - цитотоксические T-клетки, нормальные киллерные
клетки (НК) и иногда К-клетки миелоидного ряда (крупные гранулярные лимфоциты, несущие Fc -рецепторы).
Слайд 2Цитотоксичность-убийство клетки-мишени с участием иммунных факторов (Ат, лимфоцитов (NK, CTL)
Виды:
Клетка-мишень
и ЦТЛ (через активацию CD4+Т-л)
Клетка-мишень и Ат и НК (АЗКТ)
Клетка-мишень
и Ат и комплемент (бактериальные внутриклеточные Аг)
Клетка –мишень и IgE и эозинофиллы (гельминты)
Слайд 3Клеточная цитотоксичность
Для осуществления функции антигенспецифической цитотоксичности дифференцирована субпопуляция
CD8+
Т – ЦТЛ (α-β Т –л). TCR лимфоцитов распознает свой
Аг в комплексе с молекулой МНС1 кл на мембране клеток собственного организма, которые в данном случае называются клетками-мишенями для киллерной атаки со стороны ЦТЛ. Этот же молекулярный механизм убийства клеток- мишенией реализуется и у NK.
Слайд 4Клеточная цитотоксичность
Специализированный механизм киллинга локализован в в гранулах CD8+Т-л. Неиммуные
CD8+Т-л после выхода из тимуса имеют программу для биосинтеза эффекторных
молекул, но не сами молекулы. После вовлечение их в иммунный ответ и распознавания антигена начинается синтез цитотоксинов-эффекторные молекулы накапливаются в гранулах. Гранулы находятся в локальной связи с TCR, что обеспечивает возможность строго направленного киллерного удара CD8+Т-л по клетке-мишени с Аг.
Слайд 5Клеточная цитотоксичность
Цитотоксины неспецифичны, они одинаковы для всех Аг. Однако при
работе ЦТЛ не повреждаются сами ЦТЛ и здоровые клетки
тканей организма, а уничтожаются больные клетки, на которых экспрессированы Аг вирусов или др. внутриклеточных патогенов.
Слайд 6Условия необходимые для клеточной цитотоксичности
живой эффекторный лимфоцит(CD8+Т-л)
межклеточный контакт –
зона контакта интервейс
связывание ТСR с Аг
катионы магния и кальция
глюкоза
общие продукты
генов МНС лимфоцита и клетки-мишени (обычно, но не всегда)
система микрофиламентов и микротрубочек эффекторной клетки
Слайд 7Условия не влияющие на клеточную цитотоксичность
Синтез ДНК и РНК,
белка
Антитела
Синтез комплимента
Синтез лимфокинов
Метаболизм клетки-мишени
Слайд 8Клеточная цитотоксичность
Активация CD8+Т-к через активацию CD4+Т-л Запуск осуществляется Аг, который
инфицировал клетки организма. Презентация Аг Тхо происходит макрофагами или
дендритными клетками, через комплекс Аг пептид- МНС2класса и АПК обеспечививают активацию CD8+ через комплекс пептид-МНС1класс.
При этом д.б. костимуляция -взаимодействие CD80\ CD86 АПК с корецептором CD28 Т-л.
Слайд 9Клеточная цитотоксичность.
В результате активации, CD8+ выходят из фазы покоя, подвергаются
бласт-трансформации и экспрессируют активационные молекулы (CD25, RIL2 и др.).
Источником
ИЛ-2, который необходим для активации CD8+, являтся Тхо, АПК и сами CD8+ могут вырабатывать Ил-2 (аутокринно). Далее CD8+ пролиферируют для создания необходимого количества клеток, для разрушения клеток –мишеней, на поверхности которых присутствует комплекс Аг-пептид- МНС 1 кл.
Слайд 10Клеточная цитотоксичность.
ИЛ-2- поддерживает длительность пролиферации ЦТЛ, усиливает экспрессию рецепторов клеток
и обеспечивает повторное деление клеток.
Одновременно с Ил-2 действуют Ил-7,
4, 13, 15 и ряд медиаторов, они работают как кофакторы Т-ростовых цитокинов (ФНОальфа, Ил-1, 10,12).
При цитотоксичном иммуном ответе происходит 4-5 делений CD8+ в первые 3-4 суток иммунного ответа.
Слайд 11Клеточная цитотоксичность.
После завершения делений происходит дифференцировка CD8+ Т-л, они готовы
к киллерной работе. У таких лимфоцитов:
сохраняется бластная формы
цитоплазменный аппарат для
синтеза белков почти не развивается
происходит активация генов, которые участвуют в образовании иммунного комплекса с клеткой-мишенью и они осуществляют цитолиз (за счет перфоринов, гранзимов, интегринов, поздних активационных молекул).
Слайд 12Клеточная цитотоксичность.
Механизм.
Слайд 13Формирование
зоны контакта интервейс
Распознавание комплекса Аг- пептид-МНС1 на клетке-мишени осуществляет
ТСR CD8+Т-л, корецептора СD8+ и далее происходит запуск уничтожения
клетки-мишени, за счет :
вспомогательных молекул адгезии - интегрины CD11а, CD18(CD8+) и СD54
Т-кл распознают молекулы CD80\86 на клетке- мишени
TCR связывается с комплексом пептид-клетка-мишень-МНС1 кл
Слайд 14Зона контакта интервейс
ЦТЛ СD8+ реорганизуются (цитоплаз-матические гранулы с эффекторными молекулами
и компоненты цитоскелета).
Связанные с мембранами гранулы - одни плотные, другие
везикулярные, находятся строго над участками мембраны клеток –мишеней.
На пространстве между ядром и этим участком, встраиваются клеточный центр и аппарат Гольджи. Здесь же сосредотачиваются белки цитоскелета – актин и тубулин.
Слайд 16Зона контакта интервейс
Затем происходит программирование клеток-мишеней к лизису (в основе
которого ионы магния и кальция). Магний необходим для связывания киллерной
клетки с клеткой-мишенью, а кальций нужен на более поздних этапах – адгезия и программирование лизиса.
Слайд 17Клеточная цитотоксичность.
Далее происходит слияние мембран гранул, на них содержится молекулы
адгезии и везикулярные молекулы МНС1 класса и выход содержимого гранул
в зону межклеточного контакта. В гранулах содержатся перфорины и гранзимы. (Перфорины - представляют собой растворимый белок, который в присутствии кальция полимеризуется в мембране за 1 секунду, делая поры в клеточной стенке клетки-мишени). Через пору внутрь клетки-мишени ЦТЛ инъецирует гранзимы.
Слайд 18Клеточная цитотоксичность.
Их 3 вида ЦТЛ – А, В, С.
Это специализированные сериновые пртеазы, которые несут специальные ферменты, предназначенные для
инициации программы апоптоза. Далее активируются каспазы (белки способствующие апоптозу), ядерные мишени становятся более уязвимыми, присоединяются эндонуклеазы, происходит фрагментация ДНК и апоптоз.
Слайд 19Клеточная цитотоксичность.
Клетка-мишень сама разрушается и вместе с ней АГ. Но
если в клетке-мишени есть какие-то дефекты в механизмах апоптоза или
эта программа вовсе не поставлена, то ЦТЛ все равно разрушат клетку некрозом – осматическим лизисом через поры сформированные перфорином. Но при этом неповрежденные вирусные частицы и нуклеиновые кислоты разбегутся на свободу по организму и заразят другие клетки.
Слайд 20Клеточная цитотоксичность.
На организацию сигнала на апоптоз для клетки-мишени ЦТЛ требуется
не более 5 мин., после чего он физически переходит к
другой клетке-мишени, т.е. ЦТЛ является серийным киллером.
Кроме того, ЦТ- клетки экспрессируют Fas-лиганд и секретирует ФНО альфа и бетта, которые взаимодействует со спецефическими рецепторами гибели мембраны клетки-мишени и запускает апоптоз.
Слайд 21Клеточная цитотоксичность.
При реализации иммунного цитолиза Тх1 в передаче летального сигнала
участвуют ФНО альфа, лимфотоксин; рецептор р55(он же экспессирует клетки мишени-
опухоль), Интерферон альфа – усиливает экспрессию молекул МНС на поверхности клетки – мишени.
Этот механизм может также срабатывать уже после отделения CD8 и перемещения его к другим клеткам-мишеням.
Слайд 22Клеточная цитотоксичность.
Таким образом, СD8 ЦТЛ еще и продуцируют цитокины. Большинство
иммунных ЦТЛ индуцирует интерферон альфа, бетта и гамма.
Гамма интерферон
–ингибирует реплекацию вирусов; индуцирует в клетках повышенную экспрессию молекул МНС1 класса и 2, пептидтранспортных белков – необходимых для представления антигенов в комплексе с молекулами МНС 1 класса, что способствует более эффективному представлению вирусных Аг для Т-л (как для распознания, так и для киллинга);
Слайд 23Клеточная цитотоксичность.
активирует макрофаги и NK;
является кофактором индукции дифференцировки из CD4
Тхо –субпопуляции провоспалительных CD4 Т-л – Тх1. Что означает CD8
ЦТЛ вносят вклад в развитие других эффекторных механизмов иммунного ответа (Тх1).
Слайд 25NK: клеточная цитотоксичность
Нормальные киллеры – дифференцируются из общей лимфоидной клетки-предшественницы.
NK не перестраивают гены TCR, но имеет тот же самый
цитотоксический аппарат убийства клетки-мишени, что и в ЦТЛ, без предварительной иммунизации. NK в циркулирующей крови составляют около 15% от всех мононуклеарных клеток. NK локализованы в печени, красной пульпе селезенки, слизистых оболочках
Слайд 26NK: клеточная цитотоксичность
На NK есть рецепторы, способные связывать молекулы МНС-1
собственных клеток. Эту ингибирующую киллерную функцию NK, обозначают KIR (рецепторы
ингибирующие киллерную активность). Гены KIR NK локализованы в хромосоме 19. Кроме того на NK экспрессирована молекула CD8, имеющая сродство к МНС-1.
Слайд 27NK: клеточная цитотоксичность
Если при контакте клетки эти рецепторы не находят
достаточного количества своих лиганд (МНС-1), то ингибирующий сигнал с KIR-рецепторов
также оказывается недостаточным, и NK развивает в отношении этой клетки цитотоксическую атаку и убивает клетку. Но так как субнормальная экспрессия МНС 1 возникает при патологических процессах в клетках (при вирусных инфекциях, опухолевом перерождении) и NK могут убивать клетки опухолевые и инфицированные вирусом.
Слайд 28NK: клеточная цитотоксичность
Мембранным маркером NK является мембранная молекула CD56 –
изоформа адгезивной молекулы из семейства молекул адгезии клеток нервной системы
из суперсемейства иммуноглобулинов.
Имеется 2 субпопуляции NK: CD56 (много) =CD16- ( преобладает в печени, локализируется синусоидах, слизистой оболочки матки) и CD56 (мало)= CD16+ (является АЗКЦТ эффекторной, преобладает в крови и селезенке ).
Слайд 29NK: клеточная цитотоксичность
NK имеют много экспрессированных интегринов, которые обеспечивают связь
с клетками эндотелия, адгезию, прилипание к фибронектину межклеточного матрикса.
NK
имеют рецепторы для хемокинов (семейства СС, ИЛ 10, 12 ).
Слайд 30NK: клеточная цитотоксичность
NK локализованные в синусоидах печени, через которые проходит
кровь от слизистой оболочки всего ЖКТ, активно участвуют в убийстве
лимфоцитов, активированных пищевыми антигенами и таким образом обеспечивают иммунологическую толерантность организма в целом к пище (так же как NK слизистой оболочки матки принимают участие в поддержании состояния толерантности организма материи к тканям эмбриона).
Слайд 31NK: клеточная цитотоксичность
Эффекторные функции NK – цитотоксичность в отношении клеток-мишеней
и продукция цитокинов (гамма интерферон, ФНО, колонестимулирующий фактор, ИЛ-5,8). При
активации NK за счет гамма интерферона активируют Тх1, за счет Ил-5 – способствуют дифференцировки и мобилизации эозинофилов, за счет колонестимулирующего фактора – стимулируют гемопоэз, за счет Ил-8 – усиливают воспалительную реакцию в очаге.
Слайд 32NK: клеточная цитотоксичность
Механизм: секреция литических ферментов NK не происходит, если
клетка- мишень имеет рецепторы апоптоза, СD95 (Fas) запускающего механизма апоптоза
или программированная клеточная смерть. Наиболее распространенным механизмом лизиса по действием NK является выделение литических гранул перфоринов и гранзимов. В присутствии перфорина гранзим В достигает клеточного ядра, где активирует каспазы (белки, способствующие апоптозу) и индуцирует гибель клетки.
Слайд 34NK: клеточная цитотоксичность
NK могут уничтожать клетки покрытые антителами. Связывание Ат
с Fc-рецептора на NK (СD16) (данный рецептор проводит внутрь сигнал)
активирует программу антителозависимой клеточной цитотоксичности индуцируя выделение протеолитических ферментов.
Слайд 35Антитело-зависимая клеточная цитотоксичность (АЗКТ)
Рецептор NK распознает, то что распознает IgG,
таким образом, NK осуществляют антигенспецифическую эффекторную иммунную реакцию антителозависимой клеточной
цитотоксичности. Возникает комплекс клетка-мишень-антитело-NK, в котором NK реализует свою киллерную функцию в отношении клетки-мишени. Механизм такой же как и киллерный механизм ЦТЛ.
Слайд 36Антитело-зависимая клеточная цитотоксичность
Слайд 37Комплемент
опосредованная цитотоксичность
Комплементзависимые реакции. Существуют два механизма, с помощью которых антитело
и комплемент могут вызывать: прямой лизис и опсонизация. В первом
случае антитело (IgM или IgG) реагирует с антигеном на поверхности клетки, обусловливая активацию системы комплемента. Это приводит в действие мембра-ноатакующий комплекс (МАК), который нарушает целостность мембраны, "продырявливая" липидный слой.
Слайд 38Комплемент
опосредованная цитотоксичность
Слайд 39Комплемент
опосредованная цитотоксичность
Во втором случае клетки фагоцитируются после фиксации антитела или
С3b-компонента комплемента к поверхности клетки (опсонизация). При данном варианте в
качестве мишени чаще всего выступают клетки крови (эритроциты, лейкоциты и тромбоциты), но антитела могут быть направлены также против внеклеточных структур, например против гломерулярной базальной мембраны.
Слайд 40Антителозависимая клеточная цитотоксичность: IgЕ –эозинофиллы
Антителозависимая клеточная цитотоксичность проявляется если патоген
гельминт –Ат- IgЕ или А, а клетки эффекторы –эозинофиллы. На
них есть рецепторы для IgE- Fс R11 способные связывать комплексы IgЕ с антигенами. Связывание такого комплекса в сочетании с сигналом от ИЛ5 активирует эозинофил к синтезу и секреции высокотоксичных протеинов, способных убить гельминта.
Слайд 41Антителозависимая клеточная цитотоксичность: IgЕ –эозинофиллы
Слайд 42Антителозависимая клеточная цитотоксичность: IgЕ –эозинофиллы
Активируемый эозинофил секретирует ряд биологически активных
продуктов (ферменты – перексидаза, колагеназа; токсические протеины, цитокины – ИЛ3.54
хемокины- Ил8; липидные медиаторы – лейкотриены С4 и D4, тромбоцитактивирующий фактор), свойства которых объясняют симптоматику эозинофильных воспалительных реакций. Привлечь эозинофилы в очаг могут комплексы Аг с Ат не только класса Е, но и А, на эозинофилах есть рецептор для IgA.
Слайд 43Цитотоксический эффект Тх1
Цитотоксическим эффектом наделены также Тх1 активированные, у которых
активируется Fas-система. Тх1 соединяясь со своим Fas-лигандом с Fas-рецептором клетки
– мишени, передают им сигнал апоптоза (таких Тх1примерно 10%). Fas –цитотоксичность направлена на лимфоциты, следовательно, играет определенную роль в регуляции иммунного ответа в периферических тканях – индукция апоптоза в живой клетке.