Антигенпрезентирующие клетки (АПК)

Обратные
ссылки

В периферической лимфоидной ткани имеются типы специализированных клеток, которые способны усваивать антиген и представлять его в иммуногенной форме на своей поверхности для распознавания. В основном это макрофаги, дендритные клетки и B-клетки (табл. 9.1 и рис. 9.7). Все они получили название антигенпрезентирующих клеток. Функция этих типов клеток - представление (презентация) антигенных пептидов в комплексе с молекулами MHC, т.е. придание проникшему антигену иммуностимулирующих свойств.

Таким образом, антигенпрезентирующие клетки, т.е. клетки, представляющие антиген, - это гетерогенная популяция лейкоцитов с весьма выраженной иммуностимулирующей активностью.

Определенные АПК играют центральную роль в индукции функциональной активности хелперных T-клеток, какие-то взаимодействуют с другими клетками иммунной системы.

Антигенпрезентирующие клетки локализованы преимущественно в коже, лимфатических узлах, селезенке, эпителиальном и субэпитеальном слоях большинства слизистых оболочек и в тимусе.

Относящиеся к ним клетки Лангерганса из кожи и других плоскоэпителиальных покровов тела мигрируют в виде "вуалевидных" клеток (с характерными, напоминающими теннисные ракетки, бербековыми гранулами в цитоплазме) по афферентным лимфатическим сосудам в паракортикальные области регионарных лимфоузлов. Там они взаимодействуют с многочислеными T-клетками и представляют собой уже интердигитатные (переплетенные) клетки (ИДК) (англ. interdigitating cell). Такая миграция обеспечивает эффективный механизм доставки нагруженных на них процессированных антигенов из кожи и слизистых оболочек к хелперным T-клеткам лимфоузлов. На этих АПК обильно экспрессированы белки MHC класса II, необходимые для презентации антигена хелперным T-клеткам.

Фолликулярные дендритные (развлетвленные) клетки (ФДК), презентирующие антигены B-клеткам, содержатся в первичных фолликулах и вторичных фолликулах B-клеточных областей лимфоузлов, селезенки и лимфоидной ткани слизистых оболочек (ЛТС). Прочно соединяясь десмосомами отростков и образуя стабильную сеть, они не мигрируют из мест своего расположения. ФДК не экспрессируют белки MHC класса II, но связывают антигены посредством рецепторов к компонентам комплемента (CD21 и CD35), ассоциированными в данном случае с иммунными комплексами. Кроме того, ФДК экспрессируют рецепторы для Fc иммуноглобулинов.

Был обнаружен в центрах размножения внутри вторичных B-клеточных фолликулов другой вид АПК - дендритные клетки центров размножения, которые, в отличие от ФДК, экспрессируют белки MHC класса II и способны к миграции. В центре размножения они взаимодействуют с T-клетками.

АПК присутствуют в тимусе, представляя собой здесь, как и в лимфоузлах, интердигитатные клетки. Особенно велико их содержание в мозговой зоне тимуса. В этом органе, которому принадлежит основная роль в размножении и созревании T-клеток, ИДК, по-видимому, ответственны за устранение T-клеток, реагирующих на собственные антигены организма (отрицательная селекция).

Большинство АПК образуется в костном мозге, хотя их гемопоэтический предшественник остается пока неизвестным. Например, через 100 суток после трансплантации костного мозга все клетки Лангерганса в коже реципиента имеют донорское происхождение.

Моноциты, активированные in vitro гранулоцитарно-макрофагальным колониестимулирующим фактором и интерлейкином-4, теряют способность к фагоцитозу и превращаются в АПК, приобретая морфологию дендритных клеток, и начинают экспрессировать белки MHC класса II. Относительно ФДК первичных и вторичных лимфоидных фолликулов предполагается, что они имеют мезенхимное, а не костномозговое происхождение.

Классические B-клетки обильно экспрессируют молекулы MHC класса II (особенно после активации) и способны, следовательно, расщеплять и представлять специфические антигены активированным T-клеткам.

Не относящиеся к иммунной системе клетки организма в норме не экспрессируют белков MHC класса II, но при индукции цитокинами, такими как интерферон-гамма и фактор некроза опухолей-альфа, некоторые типы соматических клеток, например, кератиноциты, тироциты и эндотелиоциты способны синтезировать продукты MHC класса II и презентировать антигены. Индукция этой "неуместной" экспрессии, вероятно, представляет собой элемент патогенеза аутоиммунных заболеваний и хронических воспалительных процессов.

Методы медико-генетических исследований При прогнозе потомства используются следующие основные методы медико-генетического обследования пациента и его родственников: • клинико-генеалогический, • цитогенетический, • биохимический, • иммунологический, • молекулярно-генетический (ДНК-анализ). Клинико-генеалогический метод обследования Клинико-генеалогический метод является обязательным. Все другие методы используются строго по показаниям - в зависимости от клинической картины заболевания, цели обращения пациентов и их индивидуальных особенностей. Клинико-генеалогический метод, или метод сбора и анализа родословной, позволяет: • получить необходимую информацию для постановки диагноза; • установить наследственный характер заболевания, уточнить его форму и тип передачи. Для установления наследственного характера патологии требуется тщательный сбор сведений о родственниках больного (не менее 3 поколений), полное клиническое и специальное лабораторное и инструментальное обследование определенного круга лиц из родословной для выявления гетерозиготных носителей патологического гена, что имеет значение при аутосомно-рецессивных и сцепленных с полом заболеваниях. Цитогенетический метод обследования Цитогенетический метод позволяет непосредственно изучить весь хромосомный набор (кариотип) человека. Определение кариотипа показано: • детям с множественными врожденными пороками развития или умственной отсталостью; • родителям, дети которых имели множественные врожденные пороки развития или установленный хромосомный синдром; • родственникам детородного возраста в случае выявления структурной перестройки у пациента; • женщинам, страдающим невынашиванием беременности, имеющим в анамнезе мертворожденных или умерших от неясных причин детей в раннем детском возрасте; • лицам с первичной аменореей или нарушением половой дифференцировки. Исследование кариотипа применяется в тех случаях, когда хромосомная аномалия может предполагаться как наиболее вероятный этиологический фактор патологии в семье. Встречаемость врожденной и наследственной патологии Метод флюоресцентной гибридизации in situ (fish-метод) FISH-метод предназначен для установления нарушений в различном биологическом материале. Метод имеет ряд преимуществ перед другими способами молекулярной гибридизации: для генетического исследования методом FISH не требуется получение большого количества биологического материала, выделения ДНК из клеток, а также использования радиоизотопа Р32. Позволяет анализировать хромосомы на всех стадиях клеточного цикла, в том числе в интерфазе, позволяет обходиться без исследования метафазных пластинок; является методом быстрого проведения генетического анализа. Принцип метода основан на специфической гибридизации определенных участков хромосом с флюоресцентно-меченными зондами. С помощью этого метода по флюоресценции зондов можно определить структурные перестройки хромосом и выявить число копий хромосом в интерфазных ядрах. Применяя два разных красителя, например флуюоресцин (желто-зеленый) и родамин (красный), можно одновременно визуализировать две разные хромосомы (например X и Y). FISH-метод позволяет быстро получить результаты анализа в тех случаях, когда клетки различного биологического материала плохо культивируются in vitro, либо когда их мало. FISH-метод используют в преимплантационной генетической диагностике в рамках программы ЭКО и ПЭ, ИКСИ. Показания для FISH-метода представлены в таблице ниже. Показания для применения FISH-метода Клетки Объект исследования Цель исследования Лейкоциты Пациенты, в кариотипе которых при цитоге-нетическом исследовании обнаружены дериваты неизвестных хромосом или имеется небольшой процент мозаицизма по известным хромосомам Уточнение принадлежности дериватов хромосом;определение процента мозаицизма Клетки хориона и амниотической жидкости Материал спонтанных абортов, когда невозможно определить кариотип цитогенетическим методом Определение количества хромосом по известным зондам Сперматозоиды Пациенты, в спермограмме которых обнаружена патология сперматозоидов то же Бластомеры эмбрионов, 1ПТ, 2ПТ. Яйцеклетки, эмбрионы, полученные в программе ЭКО и ПЭ, ИКСИ то же Биохимические методы обследования Биохимические исследования проводятся для определения характера наследственного дефекта, уточнения типа заболевания и выявления носителей патологического гена. Предположить наличие у больного наследственного дефекта обмена можно при наличии умственной отсталости (изолированной или в сочетании с патологией других органов и систем) или различных нарушений психического статуса; нарушений физического развития у детей; судорог, мышечной гипо- и гипертонии; нарушений походки и координации; гипо- и гиперпигментации, фоточувствительности; желтухи; непереносимости отдельных пищевых продуктов и лекарственных препаратов; нарушении пищеварения (частая рвота, диарея, потеря аппетита, жирный стул, гепато- и спленомегалия, гингивиты); необычном запахе и цвете мочи; гемолитической анемии. Иммунологические методы обследования Иммуногенетические методы применяют для обследования пациентов и их родственников при подозрении на иммунодефицитные заболевания (агамма-глобулинемия, атаксия-телеангиэктазия и др.), при подозрении на антигенную несовместимость матери и плода, при необходимости изучения генетических маркеров для определения наследственного предрасположения кболезни. Особое значение при исследовании заболеваний с наследственным компонентом приобрело в последние годы определение HLA-антигенов лейкоцитов крови. Система HLA расположена на коротком плече 6-ой хромосомы, включает 3 класса генов, каждый из которых состоит из локусов, кодирующих целые серии аллельных генов. Антигены I класса - локусы А, В и С определяются серологически, микролимфоцитотоксическим тестом налимфоцитах крови. Антигены II класса - DR, DQ и другие определяются с помощью молекулярно-генетических исследований. Наследование генов HLA происходит по кодоминантному типу. У потомства в одинаковой степени экспрессируются HLA-аплели, полученные от каждого родителя. Комбинации аллелей из разных локусов на одной хромосоме наследуются блоком и называются HLА-гаплотипом. Характерной особенностью системы HLA является наличие различий популяций по HLA генетическому профилю. В связи с этим в разных популяциях могут выявляться разные HLA-маркеры одной и той же болезни. Выделяют 2 вида связи HLA с заболеваниями: генетическая сцепленность и генетическая ассоциация. Генетическая сцепленность подразумевает истинное сцепление гена или его мутантных аллелей с комплексом HLA. При этом всякий раз с передачей антигенов HLA передается мутантный аллель. Врожденная гиперплазия коры надпочечников, обусловленная недостаточностью 21 -гидроксилазы (ВГКН-21) сцепленас комплексом HLA. Все больные в семье имеют одинаковые гаплотипы HLA, у здоровых родственников -гетерозиготных носителей мутантного аллеля, один из 2-х гапло-типов HLA идентичен больному. Пренатальная диагностика ВГКН-21 основана на сравнении фенотипов HLA плода и больного в семье. Наследственное предрасположение к патологии связано с изучением профиля HLA в семьях, принадлежащих к одной популяции. Обнаружение положительно или отрицательно ассоциированных антигенов HLA с патологией, вычисление генетического риска используется для проспективного медико-генетического консультирования. Определение роли иммунологических факторов в генезе привычного невынашивания беременности осуществляется путем поиска идентичных антигенов в фенотипах HLA у супругов. Степень совместимости по HLA супругов может отражаться на течении беременности. Полное несовпадение HLA-фенотипов мужа и жены благоприятно для развития беременности. В HLA-фенотипах супружеских пар с привычным невынашиванием неясного генеза чаще встречаются одинаковые антигены по сравнению с парами, где беременность развивается нормально. Молекулярно-генетический метод обследования В настоящее время успешно развивается молекулярно-генетический метод исследования (ДНК-зондовая диагностика). Этот метод является весьма перспективным в связи с возможностью высокоинформативной и быстрой диагностики большой группы заболеваний. Он позволяет также выявить гетерозиготное носительство, что важно при проведении пренатальной диагностики таких заболеваний как гемофилия, миопатия Дюшена, хорея Гентингтона, врожденная гиперплазия коры надпочечников, муковисцидоз, а также при некоторых хромосомных нарушениях.