Цитотоксические Т-лимфоциты (Т-киллеры)

24.10.2015

Цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ) являются основными эффекторами адаптивного иммунитета клеточного типа, поддерживают генетическое постоянство организма, постоянно тестируя его клетки с помощью АГ-распознающего комплекса MHC-I-TCR. Такой комплекс распознает молекулы антигена, ассоциированного с антигенами гистосовместимости (МНС) класса I (MHC-I) клетки-мишени. При обнаружении элементов генетической чужеродности ЦТЛ активируются, под влиянием ИЛ-2 (фактор роста Т-клеток, вы рабатывается Th0 или аутокринно, т.е. продуцируется самими ЦТЛ) размножаются и разрушают клетки-мишени. Основной механизм разрушения таких клеток — секреция перфоринов и гранзимов в процессе непосредственного контакта ЦТЛ с клеткой-мишенью. В результате нарушения перфоринами целостности мембраны, клетка-мишень погибает от осмотического лизиса и при воздействии гранзимов подвергается апоптозу.
Механизмы разрушения клеток-мишеней цитотоксическими лимфоцитами аналогичны таковым, развиваемым NK-лимфоцитами, также развиваются без участия иммуноглобулинов и комплемента. Однако в отличие от NK-клеток ЦТЛ формируют клетки-памяти. Каждый ЦТЛ может лизировать несколько клеток-мишеней с максимальной скоростью 4 клетки-мишени в час, лизис протекает быстро и при инкубировании In vitro сенсибилизированных ЦТЛ с клетками-мишенями завершается за 1-3 часа. При взаимодействии двух ЦТЛ, обладающих антигенраспознающей способностью, литические функции проявляет только одна клетка, вторая разрушается.
Проявление цитолитического действия ЦТЛ развивается в два этапа. Первый из них в результате взаимодействия ряда клеточных форм (АПК, Th, зрелый наивный T-лимфоцит) сопровождается образованием специфически сенсибилизированных эффекторных клеток, способных оказывать цитолитическое действие на соответствующие клетки-мишени, и клеток памяти. На втором этапе осуществляется собственно эффекторная функция активированных (сенсибилизированных) Т-клеток, развиваются следующие основные стадии цитотоксического действия ЦТЛ на клетки-мишени:
• взаимодействие ЦТЛ с клеткой-мишенью;
• адгезия и образование иммунологического синапса;
• распознавание антигенсвязывающим комплексом ЦТЛ «свое» — «чужое» — поверхностных мембранных структур клетки-мишени;
• летальный удар (секреция цитотоксическим лимфоцитом эффекторных молекул — перфоринов, гранзимов) и готовность ЦТЛ к взаимодействию с новой клеткой-мишенью;
• независимый от присутствия ЦТЛ лизис клетки-мишени.
Начиная со стадии вовлечения в процесс адгезии взаимодействующих клеток молекул интегринов (связаны с актином цитоскелета клетки непосредственно или через белки, его компоненты — винкулин, талин, α-актин), процесс разрушения клетки-мишени становится необратимым.
Как уже отмечалось, процесс дезинтеграции клетки-мишени развивается весьма быстрыми темпами — стадия адгезии клеток и их распознавания завершается in vitro примерно за 1 мин. при 37°С, при 0°C не происходит, требует присутствия Mg2+, характеризуется высокой степенью антигенной специфичности и обратимостью начальных этапов адгезивного взаимодействия клеток. Стадия летального удара после связывания с клеткой-мишенью завершается в среднем за 6 мин., требует присутствия Ca2+, происходит при 37°С, но не при 4°С. Лизис клетки-мишени также достаточно быстрый процесс, продолжается от нескольких минут до нескольких часов. Эта стадия не требует присутствия ЦТЛ и может происходить при их отсутствии.
Маркером ЦТЛ является мембранный антиген CD8, открываемый с помощью мкАТ. ЦТЛ экспрессируют также антиген CD28. Антиген CD8 экспрессирует большинство ЦТЛ. Вместе с тем около 10% Т-лимфоцитов фенотипа CD4, распознавая молекулы АГ с помощью АГ-распознающего комплекса MHC-II-TCR, также оказывают цитотоксическое действие на клетки-мишени. Такие Т-клетки обычно называют перфорин-гранзимовыми СD4-Т-лимфоцитами. Поскольку обязательным участником процесса распознавания антигена CD4-T-лимфоцитом является АПК, представляющая пептиды фрагментированного антигена Т-лимфоциту, цитолитическая активность СD4-T-лимфоцитов существенным образом зависит от спектра цитокинов, секретируемых АПК. Так, например, ИЛ-4 и ИЛ-10 способствуют активности таких Т-клеток, тогда как ИЛ-12 и ИНФγ ее ингибируют.
Т-лимфоциты фенотипа CD8 могут проявлять также супрессорную активность, подавляя функции Т-хелперов. В связи с этим их именовали супрессорно/цитотоксическими Т-лимфоцитами. Однако, как оказалось, супрессорная активность таких клеток является лишь функциональной. АГ-специфические T-супрессоры не обнаружены, их фенотипические особенности не охарактеризованы. В основе различных функций Т-лимфоцитов фенотипа CD8 могут лежать цитокины, продуцируемые функционально разными Т-клетками. Такие примеры в литературе описаны. Показано, например, что часть ЦТЛ — ЦТЛ1 секретирует цитокины, подобные тем, которые вырабатываются Т-хелперами типа I (Тh1), тогда как другие (ЦТЛ2) секретируют цитокины, подобные таковым Th2. В соответствии с этим ЦТЛ1 проявляют цитолитические свойства, тогда как ЦТЛ2 выполняют регуляторные и супрессорные функции, однако, по другим данным, все субпопуляции ЦТЛ являются цитотоксическими. Эти клетки обозначают так же, как Tc1 и Тc2 соответственно. Третья субпопуляция Tc0 не ограничена какой-либо продукцией цитокинов.
К категории эффекторных цитотоксических лимфоцитов относят также Т-инактивирующие лимфоциты и так называемые клетки пиноккио (Pinocchio cells).
Т-инактивирующие лимфоциты локализуются в центральных и периферических органах иммунитета (в костном мозгу, тимусе, лимфатических узлах, селезенке, периферической крови), обладают способностью взаимодействовать с генетически чужеродными стволовыми клетками и в результате такого взаимодействия инактивировать процессы их размножения и дифференцировки. Т-инактивирующие лимфоциты неоднородны и включают, по меньшей мере, 2 фракции. Т-клетки одной из них взаимодействуют с CKK и инактивируют их самостоятельно, тогда как Т-клетки второй фракции инактивируют CKK при помощи В-хелперов.
Клетки пиноккио представлены гранулярными клетками фенотипа CD3+CD4-CD8-, отвечающими на ИЛ-2 in vitro. Это лимфоциты с выпуклым и гранулярным выростом мембраны, которым они прикрепляются к опухолевым клеткам и опосредуют их лизис. Такие атипичные клетки достаточно гетерогенны, отличаются от ЦТЛ и от NK-лимфоцитов, обнаруживаются в периферической крови человека после курса внутривенных инъекций ИЛ-2 в количестве примерно 20 тыс./мкл., однако их отношение к Т-лимфоцитам с активностью естественных киллеров (NK-T-лимфоциты) не изучено.