Процессинг и презентация антигена

Всякая микробная клетка представляет собой сложный антигенный комплекс, в состав которого входят десятки антигенов, каждый из которых индуцирует «свой» иммунный ответ. Таким образом, иммунный ответ на микроб является суммарным эффектом ответа на большинство антигенов, входящих в его структурные и функциональные компоненты. Расщепление микробной клетки до отдельных антигенов осуществляется вспомогательными клетками, прежде всего макрофагами, и носит название процессинга. Роль рецепторов ГКГС состоит в транспортировке пептидов (антигенов) на клеточную поверхность и представлении их (презентации) другим клеткам, участвующим в клеточной кооперации при иммунном ответе.

При поражении соматических клеток макроорганизма микробами, для которых характерно внутриклеточное паразитирование (вирусы, риккетсии, хламидии, микоплазмы, микобактерии и др.) процессинг антигена осуществляется в протеосомах, а затем пептиды (антигены) транспортируются рецепторами ГКГС- I на поверхность этих клеток. Комплекс ГКГС- I – пептид является сигналом для ТСD₈ – цитолитической клетки, инициирующей процесс лизиса пораженной клетки вместе с патогеном (рис 35).

Другая ситуация возникает при заболеваниях, для возбудителей которых внутриклеточное паразитирование не является обязательным (сальмонеллез, шигеллез и др.). Процессинг антигена выполняется после фагоцитоза возбудителя или эндоцитоза его компонентов макрофагами на территории их эндосом. Пептиды (антигены) транспортируются молекулами ГКГС–II на поверхность макрофага и презентируются другим иммунокомпетентным клеткам для последующей продукции антител (рис 36).

a

Рис. 36. Презентация антигена ГКГС – II.

Т-клеточный рецептор. Состоит из двух цепей (рис. 37). a-цепь представлена 4 доменами: вариабельный внеклеточный домен, константный внеклеточный домен, гидрофобный внутримембранный и гидрофильный цитоплазматический (Мм – 50 кDа). b-цепь имеет аналогичные домены (Мм – 45 кDа).

Корецепторы межклеточных взаимодействий

На поверхности клеток, принимающих участие в иммунном ответе, расположены белковые молекулы (молекулярные комплексы) выполняющие роль корецепторов межклеточных взаимодействий. Известно более 200 корецепторов и они обозначаются номерами соответственно принятой классификации таких комплексов (cluster of designation) – CD₁ …CD₁₀₀ и т.д. CD рецепторы могут быть представлены на Т-лимфоцитах, В-лимфоцитах, моноцитах, макрофагах, гранулоцитах и др. Функция некоторых корецепторов сводится к распознаванию «своей» антигенпредставляющей клетки. Например, Т-лимфоцит, имеющий CD₄ (Т-хелпер), или CD₈ (цитолитический Т-лимфоцит), распознают «свою» антигенпредставляющую клетку через «узнавание» рецепторов ГКГС – II или ГКГС – I. Дополнительно Т-цитолитический лимфоцит (Тс) проводит это «узнавание» и через CD₂₈ корецептор Тс и CD _80/86 макрофага (рис. 38).

Рис. 38. Корецепторы межклеточных взаимодействий

Другие CD рецепторы (CD₂₅, 121,122,124,126,127,128,130 и др.) обладают свойствами некоторых интерлейкинов. Взаимодействие отдельных рецепторов (CD₁₅₄ Th₂ и CD₄₀ В-лимфоцитов) приводит к образованию комплекса, обладающего свойством мощного индуктора пролиферации В-лимфоцитов. Роль многих корецепторов изучена еще недостаточно.

Клеточный тип иммунного ответа

Пусковым звеном в формировании клеточного типа иммунного ответа является продукция макрофагом, на территории которого идет процессинг антигена, интерлейкина ИЛ-12. События развиваются следующим образом (рис. 39).

ГКГС – I макрофага презентирует пептид (антиген) Т-хелперу (CD₄). Под влиянием ИЛ-12, продуцируемого этим же макрофагом, Th трансформируется в Th1. g- IFN является важнейшим из цитокинов, выделяемых Th1. Он активирует контакт Т CD₈ с рецептором ГКГС – I макрофага, на котором представлен тот же антиген. Выделяемый Th1 ИЛ-2 стимулирует пролиферацию таких, уже антигенспецифических Т-цитолитических лимфоцитов (Тс). Главной функцией Тс в противоинфекционной защите является уничтожение соматических клеток организма, внутри которых находится возбудитель, а на поверхности – метка, комплекс ГКГС–I – антиген патогена. При прямом контакте с такой клеткой Тс выделят гранулы, содержащие белки – перфорин, гранзим. Перфорин встраивается в мембрану соматической клетки, образует в ней каналы «поры» и может действовать как мембраноатакующий белок. Гранзим (сериновые протеиназы) индуцирует один из вариантов апоптоза и гибель соматической клетки вместе с находящимися в ней микробами.

Гуморальный (антительный) тип иммунного ответа

При развитии гуморального ответа В-лимфоцит может получить микробный пептид разными путями. 1(а). Получение растворимого антигена из окружающей микросферы. Пептид не требует дополнительной обработки, так как это уже сделано другой клеткой. Происходит селекция антигеном В-лимфоцита (В-лимфоцитов), имеющего предсуществующие g-глобулиновые рецепторы на своей поверхности, наиболее специфические к данному антигену. 2(б). Получение растворимого антигена с помощью g-глобулинового рецептора, его дальнейший процессинг на территории В-лимфоцита и представления на мембране В-лимфоцита в комплексе с ГКГС– II В-лимфоцита. 3(в). Получение антигена с поверхности макрофага. Селекция В-лимфоцитов по g-рецепторам. Процессинг антигена в В-лимфоцитах и его представление Т-лимфоцитам. На рис 40 представлена схема этого процесса.

ГКГС– II макрофага презентирует антиген Т-хелперу (CD₄). Под влиянием Ил-4, продуцируемого нейтрофилами, тучными клетками, базофилами, эозинофилами Тh трансформируется в Тh2 индуцирующих гуморальный тип иммунного ответа. Важнейшими из интерлейкинов, продуцируемых этими лимфоцитами, являются ИЛ-4,5,6,10, резко стимулирующие пролиферацию избранных в результате селекции В-лимфоцитов. Синтезируемые трансформированными В-лимфоцитами (плазмоцитами) антитела специфичны к данному антигену. Гуморальный тип ответа наиболее важен в отношении внеклеточно расположенных микробов. Антитела усиливают их поглощение и переваривание фагоцитами.

Особенности иммунитета при бактериальных, грибковых и протозойных инфекциях

Антибактериальный иммунитет

Формирование механизмов саногенеза (выздоровления) при различных бактериальных инфекциях лежит в основе некоторых особенностей иммунитета, возникающего в течение таких заболеваний.

Так, при бактериальных инфекциях, возбудители которых продуцируют экзотоксин (дифтерия, столбняк ботулизм, газовая гангрена и др.) ведущую роль в формировании иммунитета играют образующиеся в организме антитела (антитоксины). Взаимодействие молекулы антитоксина и молекулы токсина может приводить к разным результатам:

а). Блокаде рецепторного участка молекулы токсина и, вследствие этого, ограничению фиксации токсина на рецепторах клеток-мишеней;

б). Прямой нейтрализации каталитического (энзиматического, токсического) участка молекулы токсина;

в). образованию иммунного комплекса с нейтрализацией токсического, рецепторного и (или) транслокационного участков (субъединиц) токсина. Такие комплексы фагоцитируются и утилизируются клетками макроорганизма. Однако антитоксические антитела не блокируют адгезию бактерий на поверхности клеток-мишеней и их колонизацию. Вследствие этого, искусственный антитоксический иммунитет не создает полной защиты макроорганизма и не предотвращает фиксацию бактерий на поверхности клеток-мишеней, колонизацию клеток и ткани, размножение бактерий.

При другой группе бактериальных инфекций (менингококковая инфекция, коклюш, легионеллез и др.) решающая роль принадлежит иммунному лизису и фагоцитозу бактерий. Образующиеся при этих заболеваниях IgG инициируют целый ряд антителоопосредованных биологических реакций: а) при фиксации АТ на поверхности бактерий происходит активация комплемента по классическому варианту с образованием мембраноатакующего комплекса и последующим лизисом обнаженных участков мембран бактерий; б) опсонизация бактерий антителами с последующим взаимодействием Fс - фрагментов антител с Fс – рецепторами макрофагов, что приводит к усилению поглотительной и периваривающей активности фагоцита; в) образующийся комплекс «бактериальный АГ – АТ – С_1,4,2,3В» фиксируются на рецепторах макрофагов к С_3В, что также ведет к усилению поглотительной активности таких комплексов фагоцитами; г)нейтрализация антителами антифагинов, выделяемых бактериями наружу (фактор, препятствующий образованию фагоцитами псевдоподий; фактор, препятствующий миграции макрофагов) или входящих в состав их анатомических структур (М-протеин стрептококков, капсульные вещества пневмококков и др.).

Таким образом, формирующийся при этих заболеваниях иммунитет зависит от уровня циркулирующих IgG, содержания и активности компонентов комплемента, а также от функционального состояния фагоцитов.

К следующей группе бактериальных инфекций, со своими особенностями формирования иммунитета, относятся такие, возбудители которых являются внутриклеточными паразитами, способными длительно существовать внутри фагоцитов и даже размножаться в них (туберкулез, туляремия, бруцеллез, листериоз и др.).

Основными механизмами, позволяющими бактериям осуществлять внутриклеточный паразитизм являются:

1. Блокада фаголизосомального слияния (микобактерии туберкулеза);

2. Резистентность бактерий к действию лизосомальных ферментов (гонококки, стафилококки);

3. Способность бактерий быстро покидать фагосомы после поглощения и длительно пребывать в цитоплазме (листерии).

Для заболеваний с длительным внутриклеточным пребыванием и размножением возбудителя (персистенция) характерно образование гранулем в пораженной ткани. Такие бактерии становятся недоступными для действия антител и гуморальных антибактериальных факторов. Механизм саногенеза и формирования иммунитета при таких заболеваниях связан, прежде всего, с образованием цитотоксических Т-лимфоцитов, оказывающих киллинг-эффект на клетки-мишени, содержание в них паразитирующих бактерий и маркированных рецепторами ГКГС– I, презентирующих АГ этих бактерий.