Антигенпредставляющие клетки

Взаимодействие Т-клеток с презентированным антигеном стимулирует их превращение в CD8⁺ цитотоксические Т-клетки или CD4⁺ Т-хелперы

См. также: Презентация антигена

Антигенпредставляющие клетки, или антигенпрезентирующие клетки (англ. antigen-presenting cell, APC) — клетки, которые экспонируют чужеродный антиген в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости (англ. MHC) на своей поверхности. Т-лимфоциты могут распознавать такие комплексы при помощи Т-клеточных рецепторов (англ. TCR). Антигенпредставляющие клетки процессируют антиген и представляют его Т-клеткам.

Типы антигенпредставляющих клеток

Выделяют два типа антигенпрезентирующих клеток: «профессиональные» и «непрофессиональные».

Т-клетки не способны распознавать и, соответственно, реагировать на «чистый» антиген. Только антиген, который был предварительно процессирован другими клетками и представлен ими в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости, становится «видимым» для Т-клеток. Многие клетки организма способны представлять антигены CD8⁺ Т-лимфоцитам при участии молекул главного комплекса гистосовместимости I класса, то есть, по сути, они действуют как антигенпредставляющие клетки. Однако этот термин обычно применяется только в отношении тех специализированных клеток, которые способны активировать наивные Т-лимфоциты (Т-лимфоциты, которые ещё никогда не встречались с антигеном). Эти клетки, как правило, синтезируют молекулы главного комплекса гистосовместимости I и II классов и могут, соответственно, активировать не только CD8⁺ цитотоксические Т-лимфоциты, но и CD4⁺ Т-хелперы.

Для того чтобы деление на типы было более понятным, «профессиональными» антигенпрезентирующими клетками обычно называют те, которые экспрессируют молекулы главного комплекса гистосовместимости II класса.

«Профессиональные» антигенпредставляющие клетки

«Профессиональные» антигенпредставляющие клетки очень эффективно захватывают антиген путём фагоцитоза или рецептор-опосредованного эндоцитоза и затем представляют фрагмент этого антигена на своей мембране в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости II класса. Т-клетки распознают этот комплекс на мембране и взаимодействуют с ним. После этого антигенпредставляющие клетки продуцируют дополнительные ко-стимуляторные молекулы, что приводит к активации Т-клетки. Экспрессия этих ко-стимуляторных молекул является характерной чертой «профессиональных» антигенпрезентирующих клеток.

Существует несколько основных типов «профессиональных» антигенпрезентирующих клеток:

• дендритные клетки, которые, вероятно, являются наиболее важными антигенпредставляющими клетками. Активированные дендритные клетки являются особенно эффективными активаторами Т-хелперов, потому что на их поверхности присутствуют ко-стимуляторные молекулы, такие как белок B7.
• макрофаги, которые являются CD4-положительными клетками и потому могут быть инфицированы вирусом иммунодефицита человека.
• B-лимфоциты, которые несут на своей поверхности (как В-клеточный рецептор) и секретируют специфичные антитела, а также могут захватывать антиген, связавшийся с В-клеточным рецептором, процессировать его и представлять в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости II класса. По отношению к другим видам антигенов В-лимфоциты неактивны как антигенпрезентирующие клетки.
• некоторые активированные эпителиальные клетки.

«Непрофессиональные» антигенпредставляющие клетки

«Непрофессиональные» антигенпредставляющие клетки в норме не содержат молекул главного комплекса гистосовместимости II класса, а синтезируют их только в ответ на стимуляцию определёнными цитокинами, например, γ-интерфероном.

К «непрофессиональным» антигенпредставляющим клеткам относятся:

• фибробласты кожи
• эпителиальные клетки тимуса
• эпителиальные клетки щитовидной железы
• клетки глии
• β-клетки поджелудочной железы
• клетки эндотелия сосудов

Взаимодействие с Т-клетками

После того, как антигенпредставляющая клетка фагоцитировала антиген, она, как правило, мигрирует в систему лимфатических сосудов и переносится током лимфы в ближайший лимфатический узел. В лимфатических узлах осуществляется взаимодействие антигенпредставляющих клеток, таких как дендритные клетки, с Т-клетками. Привлечение антигенпредставляющих клеток в лимфатические узлы осуществляется за счёт хемотаксиса: клетки реагируют на присутствие хемокинов, которые могут экспрессироваться на поверхности других клеток (например, на поверхности клеток сосудов) или выделяться во внеклеточное пространство. В ходе миграции в лимфатический узел дендритные клетки созревают: они теряют способность захватывать новые патогены и приобретают свойства, которые позволяют им лучше взаимодействовать с Т-клетками. Внутриклеточные ферменты расщепляют захваченный патоген на небольшие фрагменты, содержащие эпитопы, которые затем представляются Т-клеткам в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости.

Исследования показывают, что презентируются только определённые эпитопы патогена, потому что они обладают свойством иммунодоминантности, которое, по-видимому, проявляется в их аффинности к молекулам главного комплекса гистосовместимости. Более прочное связывание позволяет комплексу оставаться стабильным достаточно долго для того, чтобы он мог быть узнан Т-клеткой.

Ссылки

• Antigen: protease degradation — PMAP The Proteolysis Map-animation
• MeSH Antigen-Presenting+Cells

References

Kindt, TJ & Goldsby, RA, 2007 , Kuby immunology , 6th ed, W.H. Freeman, New York, N.Y.