Механизм активации наивных В-лимфоцитов и превращения их в зрелые антителопродуцирующие клетки

 

Как уже было отмечено ранее, вторичный лимфоцитопоэз В-лимфоцитов для полноценного своего развития требует стимуляции В-клетки двумя сигналами:

ü специфическим антигеном, вступающим во взаимодействие с антигенраспознающим поверхностным рецептором В-лимфоцита. В качестве такого рецептора выступает мономерная форма IgМ, встроенная в мембрану наивного В-лимфоцита и ассоциированная со специальными вспомогательными белками (Igα и β)

ü цитокинами, продуцируемыми CD4-Т-хелперами. При этом необходимо непосредственное взаимодействие В-лимфоцитас Т-хелпером соответствующей специфичности. Достигается такое взаимодействие между В-клеткой и Т-хелпером благодаря частичному преобразованию патогена внутри В-лимфоцита и последующей презентации его в иммуногенной форме Т-хелперу. Так, антигенраспознающий рецептор В-лимфоцита, образованный мономерным IgМ,

· с одной стороны, служит для распознавания специфического антигена и передачи сигнала о встрече с антигеном непосредственно внутрь клетки (в передаче сигнала об антигене внутрь клетки принимают участие вспомогательные белки – Igα и β, активирующие цитоплазматические тирозинкиназы),

· а, с другой, – выступает в качестве молекулярного фактора захвата антигена и переноса его в цитоплазму В-лимфоцита.

Внутри В-лимфоцита антиген подвергается частичному расщеплению до отдельных пептидов, которые объединяются с молекулами МНС II класса и в комплексе с ними выводятся на поверхность В-клетки. Иммуногенный комплекс «молекула МНС II класса – антигенная детерминанта» распознается специфическими рецепторами определенной наивной CD4-Т-клетки и обуславливает последующую дифференциацию этой клетки в Т-хелпер (тогда как распознавание CD4-Т-клеткой такого иммуногенного комплекса, ассоциированного с макрофагами или дендритными клетками, обуславливает ее дифференциацию в Т-клетку воспаления). Дифференцирующийся в результате стимуляции иммунным комплексом «молекула МНС II класса – антигенная детерминанта», расположенным на поверхности В-лимфоцита, Т-хелпер обеспечивает второй сигнал для активации В-клеток.

 

Вместе с тем, некоторые патогены могут самостоятельно индуцировать полноценный вторичный лимфоцитопоэз наивных В-лимфоцитов без участия Т-хелперов. Такие антигены получили название тимуснезависимых (T- independing antigens, TI antigens) и отличаются от остальных наличием в своем составе:

ü либо специального митогенного участка, заменяющего сигнал от Т-хелперов,

ü либо многократно повторяющихся одинаковой специфичности эпитопов, способных в результате многократного связывания с антигенраспознающими рецепторами наивного В-лимфоцита (многоточечного взаимодействия антигена с антигенраспознающими рецепторами наивного В-лимфоцита соответствующей специфичности) самостоятельно индуцировать его антигензависимый лимфоцитопоэз.

 

Тимуснезависимые антигены, в свою очередь, подразделяются на 2 класса, каждый из которых активирует В-клетки определенным «своим» способом. В частности, тимуснезависимые антигены первого класса имеют в своем составе митогенный участок, заменяющий сигнал от Т-хелперов, благодаря чему они способны непосредственно стимулировать пролиферацию В-клеток. Причем в случае высокой их концентрации в организме они индуцируют пролиферацию и дифференцировку всех В-клеток, независимо от специфичности их антигенраспознающих рецепторов. В связи с этим тимуснезависимые антигены первого класса получили название поликлональных активаторов, или В-клеточных митогенов. Примером таких антигенов могут служить липополисахариды бактерий. В случае высоких их концентраций в зараженном организме, когда не возникает конкуренции за специфическое взаимодействие между рецепторным IgМ и специфическим эпитопом TI-антигенов первого класса, наблюдается поликлональный ответ. В условиях, когда концентрация антигена незначительна, преимущество остается за клетками, способными к двойному распознаванию – как митогенного участка, так и антигенного эпитопа, что обуславливает клональную экспансию антигенспецифических наивных В-клеток. В случае обычного инфекционного процесса концентрация TI-антигенов первого класса незначительна, что обуславливает активацию только лишь тех наивных В-лимфоцитов, антигенраспознающие рецепторы которых проявляют специфичность в отношении эпитопных участков данных антигенов. В результате продуцируемые потомками таких В-лимфоцитов антитела будут взаимодействовать только с TI-антигеном первого класса. Такой ответ развивается к ряду внеклеточных инфекционных агентов, и формируется он быстрее, чем Т-зависимый иммунный ответ, поскольку не требует времени на созревание антигенспецифических Т-хелперов. Большая скорость такого ответа сопряжена с некоторым его несовершенством: он напоминает «скорую помощь» в самом начале развития инфекции. Несовершенство такого ответа, прежде всего, состоит в том, что TI-антигены первого класса, действуя самостоятельно, не способны индуцировать переключение синтеза антител с одного изотипа на другой, не оказывают влияния на повышение аффинности антител к антигенам, не создают клеток памяти, поскольку все эти процессы требуют участия Т-хелперов.

Тимуснезависимые антигены второго классапредставлены молекулами, имеющими часто повторяющиеся идентичные эпитопные участки. К этому классу антигенов относятся полисахариды бактериальной стенки, высокополимерные высокомолекулярные белки (например, гемоцианин). Механизм активации наивных В-клеток такими антигенами связан с перекрестным сшиванием между повторяющимися эпитопами одинаковой специфичности и поверхностными рецепторными IgМ лимфоцита. До настоящего времени точно не выяснено является ли ответ наивных В-лимфоцитов на тимуснезависимые антигены второго класса полностью независимым от Т-хелперов. Вместе с тем, показано, что удаление из культуры клеток in vitro всех Т-клеток приводит к подавлению ответа на данные антигены, тогда как введение незначительного количества Т-клеток значительно усиливает иммунный ответ к данным антигенам. Вероятнее всего, наиболее ранний ответ к тимуснезависимым антигенам второго класса, проявляющийся в синтезе IgМ, формируется без помощи Т-хелперов, тогда как более поздний, характеризующийся переключением на синтез IgG, требует включения Т-хелперов.

 

Большинство антигенов относятся к категории тимусзависимых, т.е. для полноценной активации наивных В-лимфоцитов требуют участия Т-хелперов и непосредственного взаимодействия Т-хелперас В-лимфоцитом. При этом В и Т-лимфоцит, совместно участвующие в реакции на определенный антиген, как правило, распознают разные его эпитопные участки. Явление распознавания В и Т-лимфоцитами разных эпитопов одного и того же антигена получило название сцепленного распознавания. Первоначально, В-лимфоцит своим антигенраспознающим рецептором (поверхностным IgМ) вступает во взаимодействие с нативным эпитопом, выходящим на поверхность антигена. После захвата антигена В-лимфоцитом и частичного расщепления высвобождаются какие-то пептидные фрагменты (эпитопы «линейного типа»), которые объединяются с собственными молекулами МНС II класса, выходят на поверхность В-лимфоцита и представляются для распознавания и антигензависимой активации наивных CD4-Т-клеток, дифференцирующихся в Т-хелперы. При этом секретируемые плазматической клеткой антитела будут проявлять специфичность только в отношении того «конформационного типа» эпитопа антигена, с которыми взаимодействуют антигенраспознающие рецепторы наивного В-лимфоцита, но не по отношению к эпитопам, распознаваемым Т-хелпером. Образующиеся антитела будут оказывать как нейтрализующее, так и опсонизирующее действие: с одной стороны, связываясь с антигеном, они экранируют его от проникновения в собственные клетки организма, а, следовательно, предотвращают дальнейшее заражение клеток, а, с другой, – путем присоединения к Fc-рецепторам фагоцитов облегчают фагоцитоз антигенов.

 

Мембранные и гуморальные активаторы для В-клеток, продуцируемые Т-хелперами. Т-хелперы, распознавшие комплекс антигенного пептида с молекулой МНС II класса на поверхности В-лимфоцита, активируют его к пролиферации и дифференцировке в зрелые антителопродуценты – плазматические клетки. При этом Т-хелперы после взаимодействия с В-лимфоцитом начинают экспрессировать мембранносвязанные и секреторные формы молекулярных активаторов. Наиболее важными эффекторными молекулами Т-хелперов на ранней стадии активации В-клеток является лиганд CD40,относящийся к семейству цитокинов ФНО (факторов некроза опухоли). Этот лиганд связывается с поверхностной молекулой В-лимфоцитов, аналогичной рецепторам к ФНО-α на поверхности макрофага. Вторым стимулирующим В-клетки фактором является интерлейкин-4, секретируемый Т-хелперами только после вступления их в контакт с В-лимфоцитами. Таким образом, подобно макрофагам, требующим для своей активации действия двух молекулярных сигналов, продуцируемых Т-клетками воспаления (поверхностного ФНО-α и интерферона g), для активации наивных В-клеток, кроме антигенной стимуляции, необходимо еще 2 стимулятораCD40-лигандна поверхности Т-хелперов и продуцируемый ими интерлейкин 4. Вместе с тем, если активация инфицированных макрофагов приводит к быстрому проявлению эффекторного их действия – разрушению патогенов, то начальный этап активации наивных В-клеток связан с рядом подготовительных процессов, и, в первую очередь, с клональной экспансией специфичных В-лимфоцитов, что обуславливает накопление клеток антигенспецифического клона, которые после завершения пролиферации переходят к дифференцировке в плазматические клетки, секретирующие антитела данной специфичности. При этом на заключительном этапе антигензависимой дифференцировки В-клеток определенный вклад в этот процесс вносят два дополнительных цитокинаинтерлейкин-5 и интерлейкин-6, вырабатываемые Т-хелперами.

 

Переключение синтеза изотипов антител определенной специфичности при гуморальном иммунном ответе. По мере развития гуморального иммунного ответа синтез антител переключается с одного изотипа на другой при сохранении их исходной специфичности. Так, на ранних стадиях иммунного ответа доминирующим изотипом является IgМ, и в очень незначительном количестве представлен IgD. Позднее, по мере развития антителогенеза происходит замена синтеза IgМ на IgG, IgА и IgЕ. Замечено, что описанное переключение в синтезе изотипов антител не возможно при дефекте экспрессии CD40-лиганда,принимающего участие в контактном взаимодействии Т-хелперов с В-лимфоцитами. При подобной форме иммунодефицита наблюдается необычно высокое содержание IgМ в сыворотке крови на фоне отсутствия продукции иммуноглобулинов других изотипов. Активная продукция IgМ при недостаточной помощи Т-хелперов (вследствие дефицита CD40) может быть связана с ответом В-клеток на тимуснезависимые антигены. Таким образом, для сбалансированной продукции различных классов антител необходимо включение в антигензависимую активацию В-клеток Т-хелперов. При этом участие Т-хелперов в процессах переключения синтеза одних изотипов антител на другие такой же специфичности заключается в продукции ими определенных цитокинов, влияющих на данный процесс. Так, интерлейкин-4 способствует переключению синтеза IgМ на IgG1, ФНОβ – на IgG2b и IgА, интерлейкин-5 усиливает продукцию IgА, когда переключение в геноме для синтеза данного изотипа уже произошло под влиянием ФНОβ. Наряду с Т-хелперами, определенное участие в переключении синтеза изотипов антител принимают и Т-клетки воспаления посредством вырабатываемого ними интерферона g, который преимущественно индуцирует синтез IgG2а и IgG3. При этом, в отличие от Т-хелперов, Т-клетки воспаления оказывают гораздо более слабое стимулирующее влияние на количественную продукцию антител плазматическими клетками.

Таким образом, участие Т-хелперов в гуморальном иммунном ответе имеет двойное проявление:

ü во-первых, они инициируют пролиферацию и дифференцировку распознавших антиген В-лимфоцитов,

ü во-вторых, Т-хелперы оказывают прямое действие на переключение синтеза антител с одного изотипа на другой.

 

Повышение аффинности антител в процессе формирования иммунного ответа. По мере развития иммунного ответа происходит не только переключение синтеза антител с одного изотипа на другой, но и повышается (в 2-3 раза) их аффинность (сродство) к антигенному эпитопу, индуцирующему их образование, а также снижается степень их гетерогенности. Одной из гипотез, пытающейся объяснить такой феномен, является гипотеза о гипермутабельности генов, контролирующих вариабельные домены иммуноглобулинов. Известно, что мутационный уровень для всех соматических клеток составляет замену одной из 1012 пар азотистых оснований ДНК при одном клеточном делении. Согласно гипермутационной теории частота замен азотистых оснований в генах, кодирующих вариабельные домены цепей иммуноглобулинов, составляет одну замену на 103 пар оснований при одном делении. При этом гипермутабельность не затрагивает гены, контролирующие константные регионы. Вместе с тем, такая гипотеза кажется умозрительной и не укладывается в современные концепции молекулярной генетики. Более вероятным выглядит представление о селекции антигенспецифических В-клонов. Согласно этому представлению на начальных этапах антигензависимого лимфоцитопоэза в реакцию распознавания антигена вступают клетки нескольких клонов, имеющих иммунноглобулиновые рецепторы, проявляющие сродство к данному антигенному эпитопу, но при этом несколько отличающиеся друг от друга строением антигенсвязывающего центра. В связи с этим пул специфических антител к данному антигенному эпитопу на ранних этапах иммунного ответа будет весьма гетерогенным. В последующем, клон В-лимфоцитов, проявляющий наиболее высокое сродство к антигенному эпитопу, будет обладать селективным преимуществом в размножении за счет большей энергии связи с антигеном, что и обеспечит ускоренное накопление высокоаффинных антител. Именно в этом клоне вступят в работу механизмы переключения синтеза IgМ на IgG и формирования клеток памяти. В связи с этим по мере развития антигензависимого В-лимфоцитопоэза увеличивается как аффинность антител к антигену, так и происходит преимущественное переключение на синтез IgG.

 

Образование активных антителопродуцирующих клеток. В-лимфоциты в местах своей активации антигеном, происходящей с участием Т-хелперов, образуют светлые центры размножения, представляющие собой места пролиферации, трансформации и селекции В-клеточных клонов. При этом В-лимфоциты, активированные Т-хелперами в тимусзависимой зоне лимфоидных органов (в паракортикальной зоне лимфатических узлов, периартериальных влагалищах селезенки, на периферии лимфоидных фолликулов) либо сразу дифференцируются в плазматические клетки, продуцирующие ранние, суммарно низкоаффинные антитела, либо перемещаются в лимфоидные фолликулы и образуют в них светлые центры размножения. Внутри лимфоидного фолликула они, во-первых, подвергаются селекции на наличие высокоаффинных антигенраспознающих иммуноглобулиновых рецепторов и, во-вторых, завершают дифференцировку в плазмоциты, продуцирующие антитела высокой аффинности по отношению к антигенам. При этом часть В-клеток с высокоаффинными рецепторами трансформируется в В-клетки памяти.

Сам лимфоидный фолликул, характеризующийся преобладанием В-лимфоцитов над Т-клетками, а, следовательно, участвующий преимущественно в гуморальных иммунных реакциях, содержит покоящиеся В-клетки, плотно упакованные вокруг специализированных клеточных типов, называемых фолликулярными дендритными клетками. Дендритные клетки фолликула отличаются от дендритных клеток, активирующих Т-лимфоциты, по крайней мере, двумя признаками:

ü они представляют на своей поверхности нативный чужеродный антиген и способны длительное время его сохранять

ü они экспрессируют специализированную молекулу CD23, выступающую в роли лиганда для молекулы CR2, находящейся на поверхности В-лимфоцита. Взаимодействие между CD23 фолликулярных дендритных клеток и CR2 В-лимфоцитов принимает участие в селекции высокоаффинных В-клеток.

 

Проникшие в первичный (покоящийся) лимфоидный фолликул активированные В-клетки начинают интенсивно делиться, образуя бластные формы (т.н. центробласты). Собственно первичный лимфоидный фоликул, накопивший центробласты, гистологически определяется как центр размножения, или вторичный фолликул. Центробласты дифференцируются в центроциты, представляющие собой те же В-клетки, но прошедшие активацию Т-хелперами и бластную стадию развития. При этом присутствующий на поверхности фолликулярных дендритных клеток антиген выступает в качестве фактора отбора центроцитов на наличие у них высокоаффинных антигенраспознающих рецепторов; этот специфический отбор закрепляется формированием связи между молекулами CD23 фолликулярных дендритных клеток и CR2 В-лимфоцитов. В-клетки, не прошедшие отбор на высокое сродство к антигену, погибают (в связи с этим в активных лимфоидных фолликулах обнаруживаются и апоптические клетки). В-лимфоциты, прошедшие отбор на аффинность к антигену, начинают экспрессировать ген bcl-2+, продукт которого защищает их от апоптоза, и постепенно перемещаются на периферию центра размножения, где они дифференцируются либо в плазмоциты, активно продуцирующие антитела, либо в В-клетки памяти. Фактор, от которого зависит дифференцировка В-лимфоцитов либо в плазматические клетки, либо в В-клетки памяти окончательно не ясен. Вместе с тем, существует предположение, согласно которому взаимодействие только между CR2 В-лимфоцитов и лигандом CD23 дендритных клеток приводит к превращению центроцитов в плазмоциты, тогда как одновременный контакт с Т-хелперами, осуществляемый путем взаимодействия рецептора CD40 В-лимфоцита с CD40L Т-клетки, приводит к трансформации центроцитов в В-клетки памяти.

 






Дата добавления: 2016-07-18; просмотров: 2698; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2021 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.019 сек.