Антигенпрезентирующие клетки

Антигенпрезентирующие клетки делят на два типа: профессиональные и непрофессиональные. Клетки, экспрессирующие MHC II класса, костимулирующие молекулы и рецепторы опознавания паттерна, относятся к профессиональным антигенпрезентирующим клеткам. Непрофессиональные антигенпрезентирующие клетки экспрессируют только MHC I класса, а профессиональные — MHC обоих классов[2].

Профессиональные антигенпрезентирующие клетки специализируются на представлении антигенов T-клеткам[3]. Они очень эффективно поглощают антиген (по пути фагоцитоза, как макрофаги, или рецептор-опосредованного эндоцитоза, как B-клетки), разрезают его на пептидные фрагменты и затем экспонируют их на поверхности в составе комплекса с MHC-II[2]. Комплекс MHC-II-антиген на мембране антигенпрезентирующей клетки распознаётся T-клетками с помощью T-клеточных рецепторов. Далее под действием дополнительного костимулирующего сигнала от АПК T-клетка активируется. Экспрессия костимулирующих молекул и MHC II класса — отличительная черта профессиональных антигенпрезентирующих клеток[2]. Все профессиональные АПК, кроме того, также экспрессируют MHC I класса[4].

К числу профессиональных АПК относятся дендритные клетки, макрофаги и B-клетки[2]. Дендритные клетки презентируют широкий спектр антигенов как T-хелперам, так и T-киллерам. Дендритные клетки также способны к кросс-презентации, в ходе которой они представляют антиген в комплексе с MHC I класса T-киллерам, приводя к их активации[4]. Дендритные клетки также задействованы в механизмах периферической толерантности, предотвращающей возникновение аутоиммунных заболеваний[5].

До встречи с антигеном дендритные клетки экспрессируют MHC II класса и костимулирующие молекулы на очень низком уровне. После того, как рецепторы распознавания паттернов на поверхности дендритной клетки распознают патоген-ассоциированный молекулярный паттерн, антиген подвергается фагоцитозу и дендритная клетка активируется, после чего экспрессия MHC II класса повышается. Также повышается экспрессия некоторых костимулирующих молекул, таких как CD40 и B7, взаимодействующий с CD28 на поверхности CD4+ T-клеток[4][6][7]. После этого дендритная клетка становится полностью зрелой профессиональной АПК. Она перемещается из тканей в лимфатические узлы, где встречается с T-клетками и активирует их[2].

Макрофаги могут быть активированы интерфероном γ, который выделяют T-клетки[8]. После активации макрофаги начинают экспрессировать MHC II класса и костимулирующие молекулы, в том числе комплекс B7, и представлять фагоцитированные антигены T-хелперам[6][7]. Активация может помочь инфицированным макрофагам в борьбе с поглощёнными патогенами[9]. Макрофаги происходят от моноцитов, циркулирующих в крови, и превращаются в зрелые макрофаги после перемещения в очаг инфекции, где они активно фагоцитируют патогенные клетки[10].

B-клетки могут поглощать антиген, связавшийся с B-клеточным рецептором, и затем представлять его T-хелперам[2]. В отличие от T-клеток, B-клетки могут распознавать растворимые антигены с помощью специфичных к ним B-клеточных рецепторов. Они могут поглотить и процессировать связанный антиген, а затем представить его T-клеткам. Когда T-клетка с подходящим T-клеточным рецептором распознаёт комплекс MHC-II-антиген на поверхности B-клетки, маркер B-клеток CD40 связывается с молекулой CD154 на поверхности T-клетки. Под действием активирующих сигналов от T-клеток B-клетки могут осуществлять переключение классов антител и формировать B-клетки памяти[4].

Непрофессиональными АПК могут выступать все клетки организма, имеющие ядро. Они могут экспонировать эндогенные пептиды на своей поверхности с помощью молекулы MHC I класса и микроглобулина β-2. В отличие от пептидов чужеродного происхождения, которые экспонируют профессиональные АПК, непрофессиональные ЭПК экспонируют пептиды клеточного происхождения. T-киллеры могут распознавать эндогенные антигены в комплексе с MHC I класса[4]. Как правило, непрофессиональные АПК не экспрессируют MHC II класса, хотя презентация антигенов в комплексе с MHC II класса не ограничена только профессиональными АПК. Другие лейкоциты, такие как нейтрофилы и тучные клетки, относящиеся к гранулоцитам, а также эпителиальные и эндотелиальные клетки при некоторых условиях могут экспонировать антигены в комплексе с MHC II класса. Однако убедительных доказательств того, что они могут активировать наивные CD4+ T-клетки, нет[2].

T-клетки должны быть активированы, чтобы делиться и выполнять свои функции. Активация T-клетки происходит в результате её взаимодействия посредством T-клеточного рецептора с комплексом MHC II класса и антигена, экспонированным на поверхности профессиональной антигенпрезентирующей клетки. Чаще всего в активации T-клеток принимают участие дендритные клетки. На свободные антигены T-клетки не реагируют. T-хелперы могут распознавать экзогенные антигены, презентированные в комплексе с MHC II класса. T-киллеры могут также распознавать эндогенные пептиды, выставленные непрофессиональными АПК в комплексе с MHC I класса[4][11]. АПК могут также представлять эндогенные и экзогенные антигены липидной природы T-клеткам и натуральным киллерам с помощью белков семейства CD1, которые структурно близки к MHC I класса[12].

После поглощения антигена дендритные клетки мигрируют в лимфатические сосуды, с помощью которых попадают в лимфатические узлы, в которых они взаимодействуют с T-клетками[2]. В ходе миграции дендритные клетки претерпевают созревание: они утрачивают способность к поглощению других антигенов, у них изменяется экспрессия MHC и костимулирующих молекул, усиливается продукция цитокинов. Поглощённый антиген процессируется на более мелкие пептиды, содержащие эпитопы, которые и представляются T-клеткам[4][13]. B-клетки, в отличие от дендритных клеток, находятся в лимфатических узлах с самого начала, в которых взаимодействуют с активированными T-клетками. Когда дендритная клетка взаимодействует с уже активированным T-хелпером, она может стать «лицензированной». Только «лицензированные» дендритные клетки могут активировать T-киллеры. Лицензирование дендритных клеток происходит в результате взаимодействия B7 и CD40 на их поверхности с CD28 и CD154 на поверхности T-клетки соответственно[14]. В составе комплекса с MHC I или II класса могут быть представлены только некоторые эпитопы в составе поглощённого антигена. Такие эпитопы называют иммунодоминантными[15].

АПК имеют противоопухолевые свойства, так как заставляют B-клетки и T-киллеры производить антитела против опухолевых клеток или непосредственно уничтожать их соответственно. Особую роль в борьбе с опухолями играют дендритные клетки, презентирующие T-клеткам опухолевые антигены. Некоторые виды иммунотерапии рака подразумевают лечение пациента повышенным количеством дендритных клеток и T-клеток, специфичным к опухолевым клеткам. Новые методы иммунотерапии рака включают создание искусственных АПК с помощью генетической инженерии, которые направляют иммунную систему на атаку опухолевых клеток[16][17]. В качестве средства лечения метастазирующего рака молочной железы или меланомы тестируется активатор АПК, известный как IMP321[18][19].

• Ярилин А. А. Иммунология. — М. : ГЭОТАР-Медиа, 2010. — 752 с. — ISBN 978-5-9704-1319-7.