Маркеры и рецепторы иммунокомпетентных клеток.

Маркеры и рецепторы являются анализаторами внешней среды, их может быть 100 – 10000 и более на поверхности клетки, они необходимы для контактов «клетка – молекула - клетка» и бывают АГ – специфическими, АГ – неспецифическими, для цитокинов, для гормонов и др. Мембранные маркеры (антигены) делятся на дифференцировочные (СD-AG), HLA, относятся к главному комплексу гистосовместимости, и детерминантные. Молекулы специфического иммунного ответа уникальны для каждого клона и каждого отдельного процесса: антигенраспознающие иммуноглобулиновые рецепторы В – клеток (BCR), антигенраспознающие рецепторы Т – клеток (TCR), антигенпредставляющие молекулы. Данные антигены могут служить для исследователей иммунобиологическими маркерами. Трансплантационный иммунитет обусловлен наличием трансплантационных маркеров -антигенов:

- антигены MHC.

- Антигены эритроцитов системы АВ0 и Rh.

- Малый комплекс антигенов гистосовместимости, кодируемый Y - хромосомой.

Лейкоциты имеют на своей поверхности большое количество рецепторов и антигенов, которые имеют важное значение, поскольку с их помощью можно идентифицировать клетки разных субпопуляций. Рецепторы и антигены находятся в подвижном, «плавающем» положении, причем достаточно быстро сбрасываются. Подвижность рецепторов дает возможность концентрироваться им на одном участке мембраны, что способствует усилению контактов клеток между собой, а быстрое сбрасывание рецепторов и антигенов подразумевает их постоянное новообразование в клетке.

Дифференцировочные антигены Т-лимфоцитов.

Для клинической практики большое значение имеет определение разных маркеров лимфоцитов. Основная концепция дифференцировки лейкоцитов основана на существовании специфических мембранных рецепторов.

Так как такие рецепторные молекулы могут выступать в роли антигенов, существует возможность их выявления с помощью специфических антител, которые реагируют лишь с одним антигеном клеточной мембраны. В настоящее время существует огромное количество видов моноклональных антител к дифференцировочным антигенам лейкоцитов человека.

В связи с их важностью и для улучшения диагностики необходимы стандартизация специфичностей дифференцировочных антигенов.

В 1986 году предложена номенклатура дифференцировочных антигенов лейкоцитов человека. Это СД-номенклатура (cluster of differentiation – кластер дифференцировки). Она базируется на способности моноклональных антител реагировать с определенными дифференцировочными антигенами. СД-группы нумеруются.

На сегодняшний день имеются моноклональные антитела к целому ряду дифференцировочных антигенов Т-лимфоцитов человека.

При определении общей популяции Т-клеток используются моноклональные антитела специфичности СД2, 3, 5, 6 и 7.

СД2. моноклональные антитела специфичности СД2 направлены против антигена, который идентичен “рецептору эритроцитов барана”. Способность Т-лимфоцитов образовывать розетки с эритроцитами брана обеспечивает простую и надежную идентификацию этих клеток. СД2 обнаруживается на всех зрелых периферических Т-лимфоцитах, на большинстве тромбоцитов, а также на определенных популяциях клеток – О-лимфоцитов (ни Т- ни В-лимфоциты).

СД3. моноклональные антитела этого класса реагируют с тримолекулярным белковым комплексом, который ассоциирован с антигенспецифическим рецептором Т-клетки, являющийся основным функциональным маркером этой популяции. СД3 используется для идентификации зрелых Т-клеток.

СД5. антиген представляет собой гликопротеин, выявляемый на всех зрелых Т-клетках. Определяется на поздних стадиях дифференцировки клеток в тимусе. Часто маркер выявляется на клетках больных с В-клеточным типом хронического лимфолейкоза.

СД6.антитела специфичности СД6 реагируют с высокомолекулярным гликопротеином, присутствующим на мембране всех зрелых Т-клеток. Антиген выявляется также на небольшой части периферических В-клеток и присутствует у большинства лейкозных клеток В-клеточного типа хронического лимфолейкоза.

СД7. выявляется у 85 % зрелых Т-клеток. Присутствует также и на тимоцитах. Он считается наиболее надежным критерием диагностики острых Т-клеточных лейкозов.

Помимо этих основных Т-клеточных маркеров известны и другие дифференцировочные антигены Т-клеток, которые характерны либо для определенных стадий онтогенеза, либо для различающихся по функциям субпопуляций. Среди них наиболее широко распространены СД4 и СД8.

СД4. зрелые СД4⁺ Т-клетки включают Т-лимфоциты, обладающие хелперной активностью и индукторы. Особое значение имеет то, что СД4 связывается с вирусом СПИДа, что приводит к проникновению вируса внутрь клеток этой субпопуляции.

СД8. Субпопуляция СД8+ Т-клеток включает цитотоксические и супрессорные Т-лимфоциты.

Маркеры и рецепторы иммунокомпетентных клеток.

Рецепторы лимфоцитов.

На поверхности В-лимфоцита имеется ряд рецепторов.

1) Антигенспецифические рецепторы или Ig-ны клеточной поверхности (sIg). Они представлены в основном IgM и IgD в форме мономеров.

Связывание антигена с антигенспецифическими рецепторами В-клеток вызывает дифференцировку В-лимфоцитов, что приводит к образованию антителпродуцирующих клеток и В-лимфоцитов иммунологической памяти.

2) Рецепторы к факторам роста и дифференцировки. Эта группа рецепторов вызывает деление В-клеток и секрецию ими иммуноглобулинов.

3) Fc-рецепторы - специфически узнающие детерминанты, локализованные в Fc-фрагменте иммуноглобулина и связывающие эти Ig. Fc-рецепторам отводится существенная роль в регуляции иммунного ответа.

4) Рецепторы к комплементу - имеют важное значение при активации В-клеток, при индукции толерантности, усилении клеточной кооперации, облегчает межклеточное взаимодействие.

Т-лимфоцит несет на своей поверхности специфические рецепторы для распознавания антигенов. Рецептор представляет собой гетеродимер, состоящий из полипептидных цепей, каждая из которых содержит вариабельную и константную области. Вариабельный участок связывается с антигенами и молекулами МНС. В костном мозге под влияние микроокружения и происходит дифференцировка стволовой В-клетки в пре-В-лимфоцит. В цитоплазме этой клетки происходит синтез тяжелых цепей IgM, а через ряд делений – и легких цепей иммуноглобулинов. Параллельно этому появляются молекулы иммуноглобулинов и на поверхности клеток. В дальнейшем по мере созревания В-клеток количеств молекул иммуноглобулинов на поверхности клеточной мембраны увеличивается. Наряду с увеличением основных рецепторов (к Fc-фрагментам иммуноглобулинов и С3 компоненту комплемента) появляются IgD, а затем у части клеток происходит переключение на продукцию IgG, IgA или IgE (или одновременно молекул нескольких типов). Цикл дифференцировки В-лимфоцитов в костном мозге составляет 4-5 суток.

Под влиянием антигена и при помощи Т-лимфоцитов и макрофагов зрелая В-клетка, имеющая рецепторы к данному антигену, активируется и превращается в лимфобласт, который делится 4 раза и превращается в юную плазматическую клетку, превращающуюся после ряда делений в зрелую плазматическую клетку, гибнущую после 24-48 часов функционирования.

Параллельно с образованием под влиянием антигена плазматических клеток часть специфических к данному антигену В-лимфоцитов, активируясь, превращается в лимфобласты, далее в большие и малые лимфоциты, сохраняющие специфичность. Это клетки иммунологической памяти – долгоживущие лимфоциты, которые, рециркулируя в кровотоке, заселяют все периферические лимфоидные органы. Эти клетки способны более быстро активироваться антигеном данной специфичности, что определяет большую скорость вторичного иммунного ответа.

Зрелый В-лимфоцит имеет определенный набор рецепторов на своей поверхности, благодаря которым он взаимодействует с антигеном, другими лимфоидными клетками и различными веществами, стимулирующими активацию и дифференцировку В-клеток. Главными рецепторами клеточной мембраны В-лимфоцита являются иммуноглобулиновые детерминанты, с помощью которых клетка соединяется с определенным антигеном и стимулируется. Параллельно этот же антиген стимулирует специфический Т-лимфоцит. Для узнавания В-лимфоцитом активированной Т-клетки служат Ia-антигены (HLA-DR-антигены). Помимо этого, на поверхности В-лимфоцита имеются рецепторы непосредственно для специфических антигенов Т-лимфоцитов, при помощи которых осуществляется специфический контакт Т- и В- клеток. Т-хелперы передают В-лимфоцитам при контакте серию стимулирующих факторов; к каждому из этих факторов на поверхности В-лимфоцита имеется соответствующий рецептор (к фактору роста В-лимфоцитов, интерлейкину-2, фактору дифференцировки В-клеток, антигенспецифическому хелперному фактору и т.д.).

Важнейшим рецептором В- лимфоцита является рецептор к Fc-фрагменту иммуноглобулинов, благодаря которому клетка связывает на своей поверхности молекулы иммуноглобулинов разной специфичности. Это свойство В-клетки определяет ее антителозависимую специфичность, которая появляется только в том случае, если клетка специфически или неспецифически сорбировала на своей поверхности иммуноглобулины. Эффект антителозависимой клеточной цитотоксичности требует наличия комплемента; в соответствии с этим на поверхности В-лимфоцита имеется рецептор к С3 компо­ненту комплемента.

Дифференцировочные антигены Т-лимфоцитов выявляют с помощью метода проточной цитометрии, непрямой иммунофлюоресценции, лимфотоксического теста. Для выполнения этих методов необходимы МАТ к дифференцировочным антигенам Т-лимфоцитов. С помощью поверхностных антигенных маркеров можно определить популяцию и субпопуляцию клеток, стадию их дифференцировки и активации. Наиболее доступный метод иммунофлюоресценции основан на способности моноантител фиксироваться на поверхности жизнеспособных клеток и позволяет выявить специфические антигенные детерминанты: CD3, CD4, CD8 и др. после дополнительной обработки лимфоцитов антииммуноглобулинами, мечеными ФИТЦ. Определение количества В-лимфоцитов. В основе методик лежит тот факт, что на поверхности В-лимфоцитов имеются рецепторы для Fc-фрагмента иммуноглобуллинов, для третьего компонента комплемента (С3), для мышиных эритроцитов и иммуноглобулиновые детерминанты. Наиболее значимыми поверхностными маркерами В-лимфоцитов являются рецепторы CD19, CD20, CD22, определяемые с помощью МАТ методом проточной цитометрии. Определение В-клеток и степени их зрелости важно при первичных гуморальных иммунодефицитах, когда необходимо осуществить дифференциацию между агаммоглобулинемией с В- и без В-клеток. В периферической крови содержатся так называемые нулевые лимфоциты - это клетки, не имеющие признаков Т- и В-лимфоцитов, поскольку лишены антигенных рецепторов, либо с блокированными рецепторами. Вероятно, что незрелые лимфоциты, либо старые клетки, утратившие рецепторы, или клетки, поврежденные токсинами, иммунодепрессантами. 70% людей имеют 8-25% нулевых лимфоцитов. При ряде заболеваний число таких клеток растет либо в случае повреждения клеток, либо за счет выброса незрелых или дефектных клеток. Определение их числа производят, вычитая Т- и В-лимфоциты из общего содержания лимфоцитов.

Использование специфических маркеров в сочетании с электронной микроскопией позволяют надежно идентифицировать и оценить участие мононуклеарных фагоцитов в тех или иных процессах. Одним из наиболее надежных маркеров для идентификации мононуклеарных фагоцитов человека и животных является фермент эстераза, который определяется гистохимически при использовании в качестве субстрата альфа-нафтил-бутирата или альфа-нафтил-ацетата. При этом окрашиваются почти все моноциты и макрофаги, хотя интенсивность гистохимической реакции может варьировать в зависимости от вида и функционального состояния моноцитов, а также от условия культивирования клеток. В мононуклеарных фагоцитах фермент локализуется диффузно, тогда как в Т-лимфоцитах выявляется в виде 1-2 точечных гранул.

Другой надежный маркер—лизоцим—фермент, секретируемый макрофагами, который может быть выявлен с помощью иммунофлуоресцентного метода с использованием антител к лизоциму.

Выявлять различные стадии дифференцировки м.ф. позволяет пероксидаза. Гранулы, содержащие фермент, окрашиваются положительно, только в монобластах, промоноцитах, моноцитах и макрофагах экссудата. Резидентные (т.е. постоянно присутствующие в нормальных тканях) макрофаги не окрашиваются.

В качестве ферментов-маркеров мононуклеарных фагоцитов используются также 5-нуклеотидаза, лейцинаминопептидаза, фосфодиэстераза 1, локализующиеся в плазматической мембране. Активность этих ферментов определяют либо в гомогенатах клеток, либо цитохимически. Выявление 5-нуклеотидазы позволяет отличать нормальные макрофаги от активированных (активность этого фермента высока в первых и низка во вторых). Активность лейцин-аминопептидазы и фосфодиэстеразы, наоборот, возрастает по мере активирования макрофагов.

Компоненты комплемента, в частности С3, также могут являться маркерами, поскольку этот белок синтезируется только моноцитами и макрофагами. Он может быть выявлен в цитоплазме с помощью иммунноцитохимических методов; компоненты комплемента у разных видов животных различаются по антигенным свойствам.

Весьма характерно для м.ф. наличие иммунологических рецепторов для Fc-фрагмента иммуноглобулина G и для компонента С3 комплемента. Мононуклеарные фагоциты несут названные рецепторы на всех стадиях развития, но среди незрелых клеток число м.ф. с рецепторами ниже, чем среди зрелых (моноцитов и макрофагов). М.ф. обладают способностью к эндоцитозу. Поэтому поглощение опсонизированных бактерий или покрытых иммуноглобулинами G эритроцитов (иммунный фагоцитоз) является важным критерием, позволяющим отнести клетку к с.м.ф.. однако поглощение покрытых комплементом эритроцитов не происходит, если м.ф. не были предварительно активированы. Кроме фагоцитоза, все м.ф. характеризуются интенсивным пиноцитозом. В макрофагах преобладает макропиноцитоз, который лежит в основе захвата всех растворов; везикул, образующиеся в результате интернализации мембраны, транспортируют вещества и за пределы клетки. Пиноцитоз отмечен и у других клеток, но в более слабой степени. Нетоксичес4кие витальные красители и коллоидный уголь мало подходят для характеристики эндоцитозной активности м.ф., поскольку поглощаются и другими типами клеток.

Для выявления специфических для м.ф. антигенов могут быть использованы антисыворотки.

На клеточном уровне по способности клеток к делению судят по включению меченного предшественника ДНК 3Н-тимидина или по содержанию ДНК в ядрах. Оценка фагоцитоза периферической крови. Предлагается система комплексного исследования функциональной активности фагоцитирующих клеток периферической крови, позволяющая тестировать параметры, изменение которых может свидетельствовать о нарушении толерантности к инфекции. Начальным этапом взаимодействия фагоцита с антигеном является движение фагоцитов, стимулом для которого служат хемоаттрактанты. Затем наступает этап адгезии, за который отвечают поверхностные рецепторы: селектины и интегрины (CD18, CD11a, CD11b, CD11c, CD62L, CD62E), которые определяются с помощью МАТ методом иммунофлюоресценции.