Дендритные клетки и их роль в иммунной защите

Последовательность образования антител. Дентдритные клетки и их классификация. Клетки Лангерганса, их происхождение и функции, методы выявления. Презентация антигена. Роль клеток в формировании клеточного и гуморального антивирусного иммунитета.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Министерство Образования Азербайджанской Республики

Бакинский Государственный Университет

Биологический факультет, кафедра

биохимии и биотехнологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: «Дендритные клетки и их роль в иммунной защите».

студентки IV курса очного отдела р/с,

группы №023

Сеидзаде Нармины.

Баку 2011

Введение

Согласно современным представлениям, иммунная система млекопитающих описывается как состоящая из звеньев врожденного и приобретенного иммунитета. Такое разделение является достаточно обоснованным, но, тем не менее, в известной мере и условным: например, дендритные клетки, нейтрофилы и эозинофилы, являющиеся разными типами профессиональных антиген-презентирующих клеток, принадлежат к врожденному иммунитету, т.к. не обладают свойствами "иммунологической памяти". Как известно, гуморальный иммунный ответ (образование антител) представляет собой кульминацию ряда клеточных и молекулярных взаимодействий, происходящих в определенной последовательности:

1. T-клетки распознают антиген, представленный им антигенпрезентирующими клетками (АПК), и в результате переходят в активированное состояние;

2. хелперные T-клетки взаимодействуют с B-клетками, которые презентируют им антигенные фрагменты;

3. активированные B-клетки пролиферируют и дифференцируются в антителообразующие клетки;

4. начинается синтез антител и от их класса зависит характер последующего иммунного ответа.

Таким образом, иммуноактивация, необходимая для синтеза антител, включает в себя в качестве первого этапа взаимодействие между T-клетками и АПК. В периферической лимфоидной ткани имеются типы специализированных клеток, которые способны усваивать антиген и представлять его в иммуногенной форме на своей поверхности для распознавания. В основном это макрофаги, дендритные клетки и B-клетки. Все они получили название антигенпрезентирующих клеток. Функция этих типов клеток - представление ( презентация ) антигенных пептидов в комплексе с молекулами MHC, т.е. придание проникшему антигену иммуностимулирующих свойств.

Относящиеся к ним клетки Лангерганса из кожи и других плоскоэпителиальных покровов тела мигрируют в виде "вуалевидных" клеток (с характерными, напоминающими теннисные ракетки, бербековыми гранулами в цитоплазме) по афферентным лимфатическим сосудам в паракортикальные области регионарных лимфоузлов. Там они взаимодействуют с многочислеными T-клетками и представляют собой уже интердигитатные (переплетенные) клетки (англ. interdigitating cell). Такая миграция обеспечивает эффективный механизм доставки нагруженных на них процессированных антигенов из кожи и слизистых оболочек к хелперным T-клеткам лимфоузлов. На этих АПК обильно экспрессированы белки MHC класса II, необходимые для презентации антигена хелперным T-клеткам. Фолликулярные дендритные (развлетвленные) клетки, презентирующие антигены B-клеткам, содержатся в первичных фолликулах и вторичных фолликулах B-клеточных областей лимфоузлов, селезенки и лимфоидной ткани слизистых оболочек. Прочно соединяясь десмосомами отростков и образуя стабильную сеть, они не мигрируют из мест своего расположения. ФДК не экспрессируют белки MHC класса II, но связывают антигены посредством рецепторов к компонентам комплемента (CD21 и CD35 ), ассоциированными в данном случае с иммунными комплексами.

Кроме того, ФДК экспрессируют рецепторы для Fc иммуноглобулинов. Был обнаружен в центрах размножения внутри вторичных B-клеточных фолликулов другой вид АПК - дендритные клетки центров размножения, которые, в отличие от ФДК, экспрессируют белки MHC класса II и способны к миграции. В центре размножения они взаимодействуют с T-клетками. Взаимодействие T-клеток и АПК приводит к активации хелперных T-клеток (CD4 T-клеток), и если активируется достаточное количество этих клеток, то почти всегда происходит активация B-клеток или развиваются реакции клеточного иммунитета. В противном случае развивается та или иная форма иммунологической толерантности. Презентировать антигены могут самые разнообразные клетки в зависимости от того, где и как происходит первичное взаимодействие антигена с иммунной системой. Наиболее эффективно начальную активацию покоящихся CD4 T-клеток обеспечивают дендритные клетки. Для этих клеток характерен высокий уровень экспрессии молекул MHC класса II, которые взаимодействуют с антигенраспознающим рецептором (ТКР) и молекулой CD4 на поверхности T-клеток.

Однако макрофаги и B-клетки также могут экспрессировать молекулы MHC класса II. Более высокая эффективность ИДК объясняется их более эффективной индукцией пролиферации T-клеток. При вторичном иммунном ответе (протекающем с участием большого количества антигенспецифичных B-клеток) B-клетки также могут играть основную роль в презентации антигена. В презентации антигена помимо комплекса ТКР с антигенным пептидом, находящегося в полости молекулы MHC, участвует множество костимулирующих молекул клеточной поверхности: ICAM-1, B7-1 (CD80), B7-2 (CD86), CD2. Наиболее эфективны из них B7-1 (CD80) и B7-2 (CD86).

1. Дендритные клетки

Дендритные клетки или дендроциты (Dendritic cells (DCs)) -- это гетерогенная популяция антигенпрезентирующих клеток костно-мозгового происхождения. Дендритные клетки были впервые описаны Полом Лангергансом (клетки Лангерганса) в конце девятнадцатого века.

Однако, термин "дендритные клетки" был придуман Ральфом М. Штейнман и Zanvil А. Кон. В 2007 году Штейнман был удостоен премии Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования для его открытия. После активации, они мигрируют в лимфоидные ткани, где они взаимодействуют с Т-клетками и В-клетками для начала и формирования адаптивного иммунного ответа. На определенных этапах развития они растут в разветвленной форме «дендритов», которые дают клетке свое название. Однако, эти не имеют никакого особого отношения к нейронам, которые также обладают подобными отростками. Незрелые дендритные клетки называются также вуалевыми клетками, и в этом случае они обладают большими цитоплазматическими "завесами", а не дендритами.

К ним относятся популяции отростчатых прилипающих клеток, обладающих высокой антигенперерабатывающей способностью, сохраняющих и презентирующих антиген. Дендритные клетки находятся в крови и различных органах, преимущественно лимфоидных. Количество дендритных клеток периферической крови человека составляет 0,1-0,5%. Дендритные клетки селезенки находятся в Т-зависимой зоне. Они простирают свои отростки между Т-клетками. Особый вид дендритных клеток,названных вуалевидными, обнаружен в лимфе и в паракортикальной области лимфоидных узлов. Различают несколько путей их дифференциации и созревания. Миелоидные предшественники дифференцируются в классические эпителиальные(CD1a) и неэпителиальные (CD1a) тканевые дендритные клетки. Моноциты крови также могут дифференцироваться в дендритные клетки (Мо-ДК) и таким образом усиливать популяцию антигенпрезентирующих клеток.

Дендритные клетки экспрессируют набор поверхностных молекул, характерных для других антигенпредставляющих клеток:

· рецепторы для компонентов клеточной стенки и нуклеиновых кислот микроорганизмов, в том числе рецепторы к компонентам комплемента и toll-like рецепторы;

· молекулы II класса гистосовместимости;

· костимуляторные молекулы CD40, B7 1/2 (CD80, CD86), B7-DC, B7-H1;

· молекулы межклеточной адгезии (ICAM-1)

Фенотип клеток (Thy-1⁺, Ly-5⁺, Lyt-2^-, L3T4^-, асиало-GM1⁺) у мышей позволяет предположить, что это естественные киллерные клетки (ЕКК), незрелые тимоциты или естественные супрессорные клетки. До сих пор аналогичные клетки не выделены из кожи чело- века.

Классификация: К дендритным АПК относятся:

1. - клетки Лангерганса,

2. - интердигитатные (переплетенные) клетки (ИДК),

3. - интердигитатные клетки центров размножения,

4. - дендритные клетки центров размножения.

У человека выделяют две субпопуляции дендритных клеток:

· миелоидные дендритные клетки (myeloid DCs (mDCs)) -- названы так потому, что происходят из общего миелоидного гемопоэтического предшественника. Локализованы в различных органах и тканях, где захватывают микроорганизмы, чужеродные белки путем фаго- и пиноцитоза, после чего экспрессируют антигенную детерминанту в комплексе с молекулами MHC II класса. Затем дендритные клетки мигрируют в регионарные лимфоузлы, где стимулируют пролиферацию и дифференцировку антигенспецифических Т-лимфоцитов, тем самым инициируя и стимулируя иммунный ответ. Специфическими маркерами миелоидных дендритных клеток крови являются молекулы BDCA-1 (CD1c), BDCA-3.

Миелоидные ДК не экспрессируют маркеры других клеток иммунной системы, таких как CD14 (моноциты, макрофаги и нейтрофилы), CD3 (Т-лимфоциты), CD19, CD20 (B-лимфоциты), CD56, CD57 (естественные киллеры), CD66b (гранулоциты). В ответ на стимуляцию индукторами созревания, миелоидные дендритные клетки продуцируют преимущественно цитокины Th1 спектра, включая ИЛ-6, ИЛ-12, ФНО-альфа и ИНФ-гамма.

· плазмоцитоидные дендритные клетки (plasmacytoid DCs (pDCs)), Эти клетки - лимфоидного происхождения и морфологически напоминают плазматические клетки. pDCs - основная субпопуляция дендритных клеток крови. pD...