24.2: Odpowiedzi immunologiczne zależne od komórek

Przegląd

Komórkowy układ odpornościowy jest główną odpowiedzią gospodarza na inwazyjne bakterie i wirusy, które powodują infekcje wewnątrzkomórkowe. Jest również niezbędny do walki z komórkami rakowymi i ich niszczenia. Co więcej, komórkowy układ odpornościowy odgrywa rolę w odrzucaniu przeszczepów narządów lub przeszczepionych tkanek.

Wrodzony układ odpornościowy aktywuje adaptacyjny układ odpornościowy

Komórki fagocytarne wrodzonego układu odpornościowego, takie jak makrofagi lub komórki dendrytyczne, jako pierwsze rozpoznają obcą cząstkę. Komórki te pochłaniają obcą cząstkę i trawią ją. Małe cząsteczki obcej cząstki, zwane antygenami, pozostają nienaruszone i są prezentowane na powierzchni komórki fagocytarnej. Prezentacja jest ułatwiona przez białka głównego kompleksu zgodności tkankowej (MHC), który wiąże antygen i wystaje z komórki. Komórka fagocytarna jest zatem nazywana również komórką prezentującą antygen (APC). Kompleks MHC-antygen aktywuje komórki adaptacyjnego układu odpornościowego, które ostatecznie zwalczają źródło obcej cząstki.

Limfocyty T pełnią wiele funkcji w adaptacyjnym układzie odpornościowym

Limfocyty T to rodzaj limfocytów, których nazwa pochodzi od miejsca ich dojrzewania – grasicy. W grasicy prekursorowe limfocyty T różnicują się w dwa główne typy, limfocyty T CD4 ⁺ i CD8 ⁺. Te typy komórek są nazwane na cześć receptora powierzchniowego, który określa funkcję komórki. Wszystkie limfocyty T przenoszą receptory limfocytów T, ale koreceptor CD4 ⁺ lub CD8 ⁺ nadaje swoistość. Limfocyt T wykazujący ekspresję koreceptora CD4 ⁺ może wchodzić w interakcje z kompleksem MHC klasy II na APC. W przeciwieństwie do tego, limfocyt T przenoszący CD8 ⁺ rozpoznaje kompleks antygen-MHC klasy I na zakażonej komórce lub rakowej. Po zidentyfikowaniu takiej komórki komórka CD8 ⁺ różnicuje się w cytotoksyczny limfocyt T (CTL), który ostatecznie niszczy zakażoną komórkę lub komórkę rakową.

Zwróćmy uwagę z powrotem na komórki CD4⁺. Zanim komórka CD4 ⁺ spotka się z pasującym antygenem przedstawionym przez APC, określa się ją jako naiwną. Gdy naiwna limfocyt T CD4 ⁺ zostanie aktywowany, może różnicować się w komórkę T pamięci lub kilka wariantów limfocytów T pomocniczych. Limfocyty T pomocnicze typu 1 (Th1) wytwarzają interferon cytokininowy, który wyzwala trawienie patogenów w APC i stymuluje aktywność komórek CTL i B. Komórki Th2 wytwarzają interleukiny, które przede wszystkim promują aktywność komórek B.

Adaptacyjny układ odpornościowy zapamiętuje spotkania z patogenami

Limfocyty T pamięci to wariant limfocytów T, który pozostaje w organizmie długo po pierwszym ataku wywołanym przez określony antygen. Niektóre limfocyty T ludzkiej pamięci spoczywają przede wszystkim w szpiku kostnym i zapewniają długotrwałą odporność na patogeny ogólnoustrojowe. Inne strategicznie lokalizują się w błonach śluzowych i płynie limfatycznym lub krwiobiegu. Gdy komórka T pamięci napotka swój antygen, wytwarza szybszą i silniejszą odpowiedź immunologiczną w porównaniu z pierwszym spotkaniem. Każda limfocyt T jest uruchamiana przez tylko jeden, specyficzny antygen. Podobnie, limfocyty T pamięci aktywują się tylko wtedy, gdy ten konkretny antygen zostanie ponownie napotkany. Im więcej antygenów organizm napotka w ciągu swojego życia, tym większy staje się jego arsenał różnych limfocytów T, które zwalczają kolejne infekcje. Efekt ten jest również wykorzystywany w szczepieniach, co oznacza kontrolowane wprowadzenie antygenu, który wyzwala produkcję limfocytów B i T. Jeśli prawdziwy patogen z tym samym antygenem dostanie się do organizmu, adaptacyjny układ odpornościowy jest już przygotowany przez szczepienie do walki z tą infekcją.

Adaptacyjny układ odpornościowy może utrudniać pomyślny przeszczep przeszczepionej tkanki

Między innymi tkanki skóry, wątroby i kości, mogą być przeszczepiane od zdrowego dawcy do biorcy, u którego dana tkanka jest chora lub zniszczona. Takie tkanki są znane jako tkanki przeszczepu. Powodzenie takiej procedury medycznej często zależy od zgodności między przeszczepioną tkanką a układem odpornościowym biorcy. Jeśli gospodarz i przeszczep są niezgodne, uszkodzenie przeszczepionej tkanki może być zainicjowane przez dwie drogi. Bezpośrednia ścieżka odrzucenia przeszczepu obejmuje APC w przeszczepie, które prezentują antygeny do komórek pomocniczych gospodarza i CTL. W szlaku pośrednim APC gospodarza rozpoznają przeszczep jako nienależący do siebie i prezentują antygeny pochodzące z przeszczepu limfocytom T pomocniczym. W obu scenariuszach adaptacyjne komórki odpornościowe gospodarza są skierowane przeciwko tkance przeszczepu i przyczyniają się do jej uszkodzenia. Aby poprawić wskaźnik powodzenia przeszczepu tkanek lub narządów, części układu odpornościowego biorcy są tłumione przez leki.