Игры с переодеванием

В основе работы иммунной системы лежит сложная динамическая коммуникация между различными клетками – эпителиальными, эндотелиальными, нервными, иммунными и так далее. Контактируя своими мембранами и продуцируя растворимые молекулы (цитокины) эти клетки меняют поведение друг друга, как в очаге воспаления, так и отдаленно.

Относительно недавно (в начале 70х прошлого века) были открыты и другие любопытнее механизмы общения между иммунными клетками. Оказалось, что одни клетки могут «отобрать» себе молекулы, расположенные на мембранах других, и «переодеться» в них. Это явление назвали трогоцитоз, от греческого слова “trogo”, означающего откусывание.

Главные козыри иммунной системы высших млекопитающих – это ее адаптивность и память. Мы можем выработать иммунный ответ на любой антиген и сохранять всю жизнь пул специальных клеток, которые в случае повторной встречи с антигеном отреагируют быстрее и мощнее. В реальной жизни это не всегда нам помогает, потому что мы не одни эволюционируем на планете – микроорганизмы тоже постоянно учатся хитрить.

Тем не менее, наша иммунная система самая эффективная на планете (как нам кажется), а один из главных элементов ее работы – это антигенная презентация, то есть знакомство наивных Т-лимфоцитов с антигеном, к которому у них Т-клеточный рецептор.

Активировать наивный Т-лимфоцит могут только профессиональные антиген-презентирующие клетки (АПК) – дендритные клетки, макрофаги и В-лимфоциты. Остальные клетки нашего организма могут лишь «привлечь» к себе уже активированный цитотоксический Т-лимфоцит.

Чтобы Т-лимфоцит активировался или убил зараженную клетку ему нужно «увидеть» антиген, соединенный с молекулой главного комплекса гистосовместимости (MHC). Эти молекулы делят на два класс – MHC I и MHC II.

Первый класс есть у всех наших клеток. Если они заражены внутриклеточным паразитом, вирусом например, то молекулы MHC I подхватывают фрагменты разрушающихся вирусных частиц и тащат их на мембрану. Комплекс вирусного пептида с MHC I – это иммуногенная комбинация, которая может заставить активированный цитотоксический CD8+ Т-лимфоцит, специфичный против этого вирусного фрагмента, убить клетку и остановить жизненный цикл вируса.

Молекулы МНС II чаще встречаются на профессиональных АПК, способных к фагоцитозу и активации наивных Т-лимфоцитов. MHC II захватывают пептидные фрагменты экзогенных структур микроорганизмов, например, мембранных молекул бактерий, и презентируют их на мембране наивным CD4+ Т-хелперам, главной функцией которых является регуляция иммунного ответа.

антигенная презентация

Самые известные профессиональные АПК – это дендритные клетки. Это звездчатые или древоподобные клетки, странствующие по нашим тканям и сканирующие их на наличие чужеродных или своих измененных антигенов, особенно в местах контакта с внешней средой.

дендритная клетка

Их основная функция – найти чужеродный антиген и презентировать его специфическому лимфоциту. Они двигаются по нашим тканям и ищут бактерии, вирусы, зараженные вирусами клетки, опухолевые клетки и чужеродные молекулы. Если находят, то фагоцитируют их, разбивая на фрагменты и выставляют полученные пептиды на своей мембране для «знакомства» с Т-лимфоцитами.

Дендритные клетки обладают и MHC I and MHC II молекулами, по этому они могут презентировать антигены любых типов – и нативные и измененные.

антигенная презентация

Однако, недавно выяснилось, что дендритные клетки используют еще один способ познакомить лимфоцит с антигеном. Одна клетка, которая еще не фагоцитировала и не перерабатывала чужеродный материал, может «откусить» готовый комплекс MHC-антиген у другой клетки, которая уже выполнила всю эту работу и оказалась поблизости.

Комплекс откусывается вместе с фрагментом плазматической мембраны и захватывается внутри клетки-реципиента. Затем MHC-антиген отсоединяется от других мембранных структур и выставляется на своей мембране. Это и есть трогоцитоз.

Впервые его визуализировали in vitro в 2001 году в журнале The Journal of Immunology  в статье Larry A. Harshyne. Он показал, как дендритные клетки, перетягивают друг у друга фрагменты плазматической мембраны, захватывают эти фрагменты в эндосомы и затем встраивают в свои собственные мембраны.

Для эксперимента использовали дендритные клетки, покрашенные двумя разными флюоресцентными красителями (зеленые и красные клетки на фотографии). Их инкубировали вместе и фотографировали с интервалом в 24 минуты.

перенос MHC

Клетки были очень подвижны, то собирались в группы, то покидали их. В момент, когда они отрывались от группы, они быстро вытягивали и затем сокращали свои цитоплазматические отростки. В такие моменты часть их мембран отрывались и оставались на других клетках.

Контакты между клетками и формирование отростков можно видеть с 48 по 168 минуту. А на 216 минуте хорошо видна красная клетка с оторванными зелеными вкраплениями чужой мембраны. Эти вкрапления содержались в маленьких пузырьках диаметром до 1 мкм.

Примечательно, что клетки, лишившиеся части своей мембраны, не погибали и не утрачивали своих функций, наоборот они продолжали активно двигаться и взаимодействовать с новыми клетками.

Вместе с фрагментом мембраны дендритная клетка-реципиент может получить и «одеть на себя» чужой комплекс МНС-антиген, и затем полноценно активировать специфический Т-лимфоцит.

Такой вид антигенной презентации называют cross-dressing (переодевание)

кросс-дрессинг

По какой-то причине термин cross-dressing относится к одеванию комплексов MHC I класса, а для молекул второго класс используют понятие MHC II – dressing. Так уж сложилось.

Биологическое значение трогоцитоза и cross-dressing в механизмах иммунных реакций еще только предстоит изучать. Никакого консолидированного мнения пока нет. Но когда этот механизм и его роль изучат – быстро возникнет идея научиться манипулировать трогоцитозом, заставляя дендритные клетки захватывать те конструкции, которые нужны исследователю.

Добавить комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Извините, для комментирования необходимо войти.