Важнейшим этапом развития специфического клеточного иммунного ответа является активация популяции Т-лимфоцитов. Однако эти клетки не могут самостоятельно распознать попавший в организм чужеродный агент и начать выполнять свои функции. Для активации Т-лимфоциту нужны специальные помощники — антигенпрезентирующие клетки (АПК), которые представляют фрагмент чужеродного материала на своей поверхности в составе с главным комплексом гистосовместимости второго класса (MHC II).
MHC II представляют собой особые молекулы, к которым специфичны поверхностные рецепторы Т-хелперов.
Понятие об антигенпрезентирующих клетках
АПК относятся к вспомогательным клеткам иммунной системы. Среди них есть "профессионалы", которые умеют "включать" в работу нативные Т-хелперы, не только презентируя антиген, но и производя индуцирующий сигнал при контакте. Активированные Т-лимфоциты приобретают способность распознавать чужеродные фрагменты на мембранных поверхностях не только АПК, но и всех других клеток, способных к презентации. Однако в последнем случае антиген представляется в составе МНС I, а не II.
Нативные же Т-хелперы, ни разу не контактировавшие с чужеродными агентами, могут взаимодействовать только с комплексом антиген-МНС II, который формируется исключительно у АПК. Таким образом, антигенпрезентирующие клетки иммунной системы — клетки, способные экспрессировать на поверхность молекулы главного комплекса гистосовместимости именно второго класса.
Популяция АПК — это гетерогенная группа лейкоцитов, обладающих выраженными иммуностимулирующими свойствами. К ней относят несколько типов клеток, которые способны поглощать чужеродные агенты путем фаго- или эндоцитоза и выставлять их на поверхности в составе рецепторов, которые могут быть распознаны Т-хелперами при контакте. Последние же запускают целый каскад реакций иммунного ответа, что подчеркивает важность АПК.
Функционирование АПК
Функция антигенпрезентирующих клеток заключается не только в презентации, но и в индукции специфического сигнала, который при контакте активирует нативную Т-клетку, еще ни разу не встречавшуюся с антигеном.
Работа АПК состоит из двух этапов:
- процессинг — рестрикция молекулы антигена на мелкие фрагменты;
- презентация — встраивание антигенного пептида в MHC и экспортирование образовавшегося комплекса на мембранную поверхность.
Большая часть АПК образуется в костном мозге.
При контакте антигенпрезентирующей клетки с Т-лимфоцитом рецепторы последнего распознают видоизмененную встраиванием чужеродного пептида молекулу MHC. При этом осуществляется эффект костимуляции.
Какие клетки считают антигенпрезентирующими
В иммунологии антигенпрезентирующими клетками считаются клетки, которые способны:
- экспрессировать на мембранной поверхности молекулы MHC второго класса;
- индуцировать стимулирующий сигнал для популяции Т-лимфоцитов.
Особенно важным критерием является презентация антигена именно в комплексе с MHC II, который может быть распознан Т-хелпером. Процессировать чужеродную молекулу в составе MHC 1 способны практически все клетки, однако их не называют антигенпрезентирующими.
Разновидности АПК
В иммунологии антигенпрезентирующие клетки подразделяются на две большие группы: профессиональные и непрофессиональные.
К профессиональным АПК относят:
- макрофаги;
- дендритные клетки;
- В-клетки.
Популяция дендритных клеток весьма обширна и подразделяется на:
- белые отросчатые эпидермоциты (клетки Лангерганса);
- интердигитальные клетки тимуса;
- фолликулярные дентритные клетки (ФДК).
Все специализированные АПК обладают способностью доставлять костимуляторные сигналы нативным Т-лимфоцитам, что называется функцией сенсибилизации.
Непрофессиональными АПК считаются:
- клетки мозговой глии;
- клетки эпителия тимуса и щитовидной железы;
- эндотелиальные сосудистые клетки;
- бета-клетки поджелудочной железы;
- кожные фибробласты.
Неспециализированные АПК способны образовывать и экскретировать комплексы антиген-MHC II только после стимуляции цитокинами, в качестве которых могут выступать интерферон-гамма и другие вещества.
Локализация и миграция АПК в организме
Антигенпрезентирующие клетки расположены преимущественно в:
- коже;
- лимфоузлах;
- тимусе;
- эпителии и субэпителиальном слое большинства слизистых оболочек.
АПК, сосредоточенные в эпидермисе, называются клетками Лангерганса. После представления антигена на поверхности в комплексе с MHC они мигрируют в региональные лимфатические узлы, где взаимодействуют Т-лимфоцитами. Перемещение АПК Лангерганса осуществляется по афферентным лимфатическим сосудам.
Особая популяция фолликулярных дентритных клеток (ФДК), ответственная за презентацию антигенов В-лимфоцитам, сосредоточена в лимфоидной ткани слизистых оболочек и в фолликулах лимфатических узлов.
Особенность ФДК заключается в том, что они не мигрируют в ответ на инфекцию, а постоянно находятся в составе стабильной сети, образованной собственными отростками, которые соединяются друг с другом посредством десмосом.
Механизм представления антигена
Как уже было отмечено выше, презентации антигена предшествует процессинг. Вначале антигенпрезентирующая клетка поглощает чужеродный агент путем фагоцитоза или эндоцитоза. Затем в специальных органеллах (фагосомах или протеосомах) с помощью ферментов происходит разрезание антигенных белков на небольшие фрагменты длиной 8-12 аминокислотных остатков.
Экзогенные пептиды, попадающие в АПК, являются продуктами переваривания фагоцитов. В антигенпрезентирующей клетке осуществляется их дальнейшая рестрикция на более мелкие пептиды. Эндогенные пептиды процессируются в протеосомах.
Затем происходит соединение фрагмента антигена с главным комплексом гистосовместимости. В пространственной конформации молекулы MHC есть специальная полость, куда и помещается чужеродный пептид. Образовавшийся комплекс антиген-MHC транспортируется на поверхность мембраны АПК.
