Т лимфоциты обеспечивают. Созревание т- и в-лимфоцитов. Работа резидентных Т-клеток: не стоит путать туризм с эмиграцией

Лимфоциты - разновидность лейкоцитов; округлые белые клетки крови (диаметр - 6-10 мкм), с узким ободком цитоплазмы, бобовидным ядром. Лимфоциты происходят от кроветворной стволовой клетки. Они являются основным типом клеток лимфоидных органов - тимуса, лимфатических узлов, пейеровых бляшек, миндалин и белой пульпы селезёнки. В крови здорового человека лимфоциты составляют 20-35% (1-5 млн в 1 л) от общего числа лейкоцитов.

Различают три главные популяции лимфоцитов - Т-лимфоциты, В-лимфоциты и естественные киллеры (NK-клетки). Т-лимфоциты развиваются в тимусе, В-лимфоциты млекопитающих - в костном мозгу, птиц - в фабрициевой сумке, NK-клетки - в костном мозгу. Созревшие лимфоциты поступают в кровь и мигрируют в периферический отдел иммунной системы. NK-клетки в большинстве своём присутствуют в печени и селезёнке и функционируют в рамках врожденного иммунитета, осуществляя цитолиз трансформированных и инфицированных вирусов клеток. Т- и В-лимфоциты в лимфоидных органах занимают определённые участки, называемые соответственно тимус-зависимыми и тимус-независимыми зонами, в которых они задерживаются на несколько часов и вновь поступают в циркуляторное русло (процесс рециркуляции). Продолжительность жизни NK-клеток составляет 7-10 сут, В-лимфоцитов - несколько недель, Т-лимфоцитов (у человека) - 4-6 лет. Содержание в крови человека Т-лимфоцитов - 55-80% от общего числа лимфоцитов, В-лимфоцитов - 8-15%, NK-клеток 10 - 18%.

Т- и В-клетки участвуют в реакциях адаптивного (приобретенного) иммунитета. Они несут на своей поверхности рецепторы, позволяющие им распознавать чужеродные антигены . Антигенраспознающие рецепторы формируется в процессе дифференцировки лимфоцитов, когда происходит перестройка структуры вариабельных генов рецепторов. В связи со случайным характером перестройки в каждой клетке образуется уникальный ген, ответственный за синтез определённого рецептора для определённого антигена. В процессе последующих делений каждый лимфоцит формирует клон. Популяции Т- и В-лимфоцитов содержат 10 6 -10 7 клонов, отличающихся специфичностью рецепторов. Антиген распознается не всеми клетками соответствующих популяций, а только клетками клона, располагающего рецепторами, специфичными к данному антигену. Клоны, специфичные к собственным молекулам организма, удаляются в процессе дифференцировки лимфоцитов (отрицательная селекция) или блокируются регуляторными клетками. В-лимфоциты распознают определённые участки (эпитопы) цельной молекулы антигена, Т-лимфоциты - пептидные фрагменты антигена, встроенные в молекулы главного комплекса гистосовместимости. Следствием распознавания антигена является активация лимфоцитов, а затем его дифференцировка в эффекторную (исполнительную) клетку. Эффекторные Т-лимфоциты участвуют в реакциях клеточного иммунного ответа: лизируют клетки-мишени, несущие чужеродный антиген (цитотоксические Т-лимфоциты); помогают дифференцировке В-лимфоцитов в клетки, продуцирующие антитела , активируют макрофаги , секретируют цитокины (Т-хелперы), предотвращают развитие иммунного ответа на аутоантигены (регуляторные Т-лимфоциты). Эффекторные В-лимфоциты дифференцируются в плазматические (антителообразующие) клетки и обеспечивают развитие гуморального иммунного ответа.

После завершения иммунного ответа эффекторные лимфоциты быстро погибают, но в организме сохраняются Т- и В-клетки памяти. Они не участвуют в реализации первичного иммунного ответа, но обеспечивают более быстрое и эффективное развитие иммунного ответа на повторное поступление того же антигена (вторичный иммунный ответ). Численность клеток памяти с возрастом постепенно увеличивается. У взрослых людей и животных на их долю приходится 20-40% от общего числа лимфоцитов. В каждом клоне клеток памяти содержится на 2-3 порядка больше клеток, чем в клонах наивных лимфоцитов, что является одним из факторов, обеспечивающих большую скорость развития вторичного иммунного ответа по сравнению с первичным. Кроме того, для активации клеток памяти требуются не столь жесткие условия, как для активации наивных лимфоцитов, и они не должны проходить начальные стадии дифференцировки, уже реализованные при первичном иммунном ответе. Наличие в организме клеток памяти позволяет иммунной системе осуществить быструю и эффективную элиминацию патогена и предохранить организм от инфекционного процесса. Индукция клеток памяти является основной целью искусственной

Лимфоциты — это клетки лейкоцитарного звена крови, выполняющие ряд важнейших функций. Снижение или повышение уровня данных клеток может говорить о развитии патологического процесса в организме.

Процесс образования и функции лимфоцитов

Лимфоциты вырабатываются в костном мозге, после мигрируют в вилочковую железу (тимус), где под воздействием гормонов и эпителиальных клеток они претерпевают изменения и дифференцируются на подгруппы с различными функциям. В организме человека имеются и вторичные лимфоидные органы, к ним относятся лимфатические узлы, селезенка. Селезенка также является местом гибели лимфоцитов.

Различают Т и В лимфоциты. 10-15% всех лимфоцитов в лимфатических узлах трансформируется в В-лимфоциты. Благодаря именно этим клеткам организм человека приобретает пожизненный иммунитет к перенесенным заболеваниям — при первом контакте с чужеродным агентом (вирус, бактерия, химическое соединение) В-лимфоциты вырабатывают антитела к нему, запоминают болезнетворный элемент и при повторном взаимодействии мобилизуют иммунитет на его уничтожение. Также за счет наличия В-лимфоцитов в плазме крови достигается эффект от вакцинации.

В вилочковой железе около 80% лимфоцитов преобразуются в Т-лимфоциты (CD3 — общий маркер клеток). Рецепторы Т-лимфоцитов выявляют и связывают антигены. Т-клетки, в свою очередь, подразделяются на три подвида: Т-киллеры, Т-хелперы, Т-супрессоры. Каждый из видов Т-лимфоцитов принимает непосредственное участие в устранении чужеродного агента.

Т-киллеры уничтожают и расщепляют клетки, пораженные бактериями и вирусами, раковые клетки. Т-киллеры являются основным элементом антивирусного иммунитета. Функция Т-хелперов состоит в усилении адаптивного иммунного ответа, такие Т-клетки выделяют специальные вещества, активизирующие реакцию Т-киллеров.

Т-киллеры и Т-хелперы — это эффекторные Т-лимфоциты, функция которых состоит в обеспечении иммунного ответа. Есть также Т-супрессоры — регуляторные Т-лимфоциты, регулирующие активность эффекторных Т-клеток. Контролируя интенсивность иммунного ответа, регуляторные Т-лимфоциты предотвращают уничтожение здоровых клеток организма и предупреждают возникновение аутоиммунных процессов.

Нормальные показатели лимфоцитов

Нормальные значения лимфоцитов различны для каждого возраста - обусловлено это особенностями развития иммунной системы.

С возрастом уменьшается объем вилочковой железы, в которой созревает основная часть лимфоцитов. До 6-и лет в крови преобладают именно лимфоциты, по мере взросления человека ведущими становятся нейтрофилы.

• новорожденные дети — 12-36% от общего числа лейкоцитов;
• 1 месяц жизни — 40-76%;
• в 6 месяцев — 42-74%;
• в 12 месяцев — 38-72%;
• до 6 лет — 26-60%;
• до 12 лет — 24-54%;
• 13-15 лет — 22-50%;
• взрослый человек — 19-37%.

Для определения количества лимфоцитов проводят общий (клинический) анализ крови. С помощью такого исследования можно определить общее количество лимфоцитов в составе крови (данный показатель выражается, как правило, в процентном соотношении). Для получения абсолютных значений при расчете необходимо учитывать общее содержание лейкоцитов.

Детальное определение концентрации лимфоцитов проводят при осуществлении иммунологического исследования. В иммунограмме отражаются показатели В и Т лимфоцитов. Норма Т-лимфоцитов — 50-70%, (50,4±3,14)*0,6-2,5 тыс. Нормальный показатель В-лимфоцитов — 6-20%, 0,1-0,9 тыс. Соотношение между Т-хелперами и Т-супрессорами в норме составляет 1,5-2,0.

Повышение и снижение уровня Т-лимфоцитов

Увеличение Т-лимфоцитов в иммунограмме указывает на гиперактивность иммунной системы и наличие иммунопролиферативных нарушений. Снижение уровня Т-лимфоцитов говорит о недостаточности клеточного иммунитета.

При любом воспалительном процессе уровень Т-лимфоцитов снижен. На степень снижения концентрации Т-клеток оказывает влияние интенсивность воспаления, однако не во всех случаях прослеживается такая закономерность. Если в динамике воспалительного процесса Т-лимфоциты повышены, это является благоприятным признаком. Однако повышенный уровень Т-клеток на фоне выраженной клинической симптоматики, наоборот, является неблагоприятным признаком, который свидетельствует о переходе заболевания в хроническую форму. После полного устранения воспаления уровень Т-лимфоцитов достигает нормальных значений.

Причиной увеличения уровня Т-лимфоцитов могут быть такие нарушения, как:

• лимфолейкоз (острый, хронический);
• синдром Сезари;
• гиперактивность иммунитета.

Т-лимфоциты понижены могут быть при следующих патологиях:

• хронические инфекционные заболевания (ВИЧ, туберкулез, гнойные процессы);
• снижение выработки лимфоцитов;
• генетические нарушения, вызывающие иммунодефицит;
• опухоли лимфоидной ткани (лимфосаркома, лимфогранулематоз);
• почечная и сердечная недостаточность последней стадии;
• разрушение лимфоцитов под воздействием определенных медикаментов (кортикостероидов, цитостатиков) или лучевой терапии;
• Т-клеточная лимфома.

Уровень Т-лимфоцитов необходимо оценивать в комплексе с остальными элементами крови, учитывая при этом симптомы и жалобы пациента. Поэтому интерпретировать результаты исследования крови должен исключительно квалифицированный специалист.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Клетки иммунной системы путешествуют по лимфе и кровотоку в поисках антигена, который можно распознать и начать защитную иммунную реакцию. Но значительная часть Т-лимфоцитов находится не в крови и не в лимфоузлах, а в органах, не относящихся к иммунной системе. Эта статья рассказывает, чем заняты резидентные Т-клетки тканей, как они туда попадают и какие преимущества для медицины может дать их изучение.

Обратите внимание!

Эта работа заняла первое место в номинации «Лучшая статья по иммунологии» конкурса «био/мол/текст »-2015.

Спонсором номинации «Лучшая статья о механизмах старения и долголетия» является фонд «Наука за продление жизни ». Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon .

Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science .

Адекватная защитная реакция при заражении патогенным вирусом - уничтожить зараженные клетки, не допустив распространения инфекции по организму и гибели большего числа клеток. Зараженная вирусом клетка может заметить в себе вирус и начать аутофагию либо апоптоз - или получить инструкцию для программируемой клеточной гибели от Т-киллера.

Классическая иммунология человека построена на изучении иммунных клеток крови просто в силу того, что анализ крови можно взять у любого пациента, исследовать в норме и в патологии. Именно на клетках крови была выстроена классификация Т-лимфоцитов: деление на Т-киллеры и Т-хелперы, которые проверяют антигенную специфичность Т-киллеров, выдают им «лицензию на убийство» и способны управлять всем ходом иммунного ответа через сигнальные растворимые молекулы - цитокины. А также более позднее выделение из ветви Т-хелперов группы регуляторных Т-клеток, подавляющих избыточный адаптивный иммунитет.

Но как нам напоминает реклама йогурта, значительная часть клеток иммунной системы сосредоточена вокруг слизистой оболочки пищеварительного тракта и в других тканях. В то время как в 5–6 литрах крови взрослого человека находится около 6–15 миллиардов лимфоцитов, то число Т-клеток, находящихся в эпидермисе и коже, оценивают в 20 млрд , в печени взрослого мужчины - еще 4 млрд . Достаточно ли изучения клеток крови для полного описания функций Т-клеток, если в периферических органах Т-клеток больше, чем в кровотоке? И достаточно ли классических субпопуляций, чтобы описать все типы Т-клеток, находящихся в организме человека?

Жизненный цикл Т-лимфоцита

Каждая Т-клетка после сборки Т-клеточного рецептора проходит тестирование на функциональность случайно собранного рецептора (положительная селекция) и отсутствие специфичности к собственным антигенам организма (отрицательная селекция), то есть на отсутствие очевидной аутоиммунной угрозы. Этапы селекции происходят в вилочковой железе, тимусе; при этом более 90% клеток-предшественников погибает, не сумев правильно собрать рецептор либо пройти селективный отбор. Выжившие Т-клетки пролиферируют и выходят из тимуса в кровоток - это наивные Т-лимфоциты, не встречавшиеся с антигеном. Наивная Т-клетка циркулирует по крови и периодически заходит в лимфоузлы, где в Т-клеточной зоне контактирует со специализированными антигенпрезентирующими клетками.

После встречи с антигеном в лимфоузле Т-клетка приобретает способность снова делиться - становится предшественницей Т-клеток памяти (T SCM , stem cell memory T cells). Cреди клона её потомков появляются клетки центральной памяти (T CM), короткоживущие эффекторные клетки, осуществляющие иммунную реакцию (SLEC или T EMRA -клетки), и эффекторные клетки-предшественники памяти T EM , в свою очередь при делении дающие T EMRA . Все эти клетки выходят из лимфоузла и перемещаются по крови. Эффекторные клетки затем могут выйти из кровотока для осуществления иммунной реакции в периферической ткани органа, где находится патоген. Что потом - снова путешествие по крови и лимфоузлам?

Рисунок 1. Эмиграция эффекторной Т-клетки в ткань при вирусной инфекции. Сигналы воспаления от зараженных эпителиальных клеток при участии резидентных клеток передаются эндотелию сосудов, клетки эндотелия привлекают эффекторные Т-клетки хемокинами CXCL9, CXCL10. Роллинг: при движении по посткапиллярной венуле в ткани эффекторная клетка замедляется, образуя временные контакты между Е-селектинами и P-селектинами на клетках эндотелия. Остановка: эффекторная клетка плотно прикрепляется к эндотелию при взаимодействии LFA-1 и других альфа-интегринов с ICAM-1/VCAM-1/MAdCAM-1 (на эндотелии). Трансмиграция: эффекторная Т-клетка связывает эндотелиальный JAM-1 молекулами PECAM, CD99, LFA-1 и проникает через клетки эндотелия в подслизистую. Рисунок из .

Процесс трансмиграции лейкоцита.

Клетки стромы, то есть основы лимфоузла, выделяют сигнальные вещества для того, чтобы позвать Т-клетку в лимфоузел - хемокины. Распознают хемокины лимфоузлов рецепторы хоуминга CCR7 и CD62L. Но на эффекторных клетках отсутствуют оба этих рецептора. Из-за этого долгое время было загадкой, как эффекторные клетки могут попасть из периферической ткани обратно во вторичные лимфоидные органы - селезенку и лимфоузлы.

В то же время стали накапливаться данные о различиях в репертуарах мембранных маркеров и профилях транскрипции между Т-клетками памяти в крови (T EM) и Т-клетками памяти в других органах, которые никак не укладывались в концепцию постоянной миграции Т-клеток между тканями и кровью. Решено было выделить новую субпопуляцию: резидентные клетки памяти, которые населяют определенный орган и не рециркулируют - T RM -клетки .

Происхождение резидентных Т-клеток тканей

Откуда впервые появляются резидентные клетки ткани? Это потомки эффекторных клеток, которые потеряли способность рециркулировать. Некоторые периферические для иммунной системы ткани, например, слизистая тонкого кишечника, брюшная полость, - позволяют эффекторным Т-лимфоцитам проникать внутрь свободно; другие - очень ограниченно, большой поток эффекторных Т-клеток в эти ткани наблюдается только при реакции воспаления. К тканям второго типа относятся отделенные барьером от иммунной системы, к примеру, головной и спинной мозг, а также многие другие: периферические ганглии, слизистые половых органов, легкие, эпидермис, глаза. Разница между двумя типами тканей - в экспрессии дополнительных молекул хоуминга для эффекторных Т-клеток, например, молекулы адгезии для проникновения в эпителий MadCAM-1 .

Рисунок 3. «To home or not to home?» - сложный выбор эффекторной клетки. To home - процесс хоминга, или миграции Т-клеток, например, в наиболее привычное для наивных клеток место - лимфоузел. Альтернатива - не отправляться в путешествие по организму и превратиться в резидентную клетку ткани.

Резидентные Т-клетки в старении тканей человека

Карта соотношений присутствия отдельных субпопуляций Т-клеток в разных органах человека, как ни странно, была составлена только в 2014 году. Команда Донны Фарбер из медицинского центра Колумбийского Университета Нью-Йорка провела сравнение фенотипов Т-клеток, выделенных из крови и тканей доноров органов всех возрастных групп от 3 до 73 лет, всего по 56 донорам . Анализ субпопуляций Т-клеток при помощи проточной цитофлуориметрии подтвердил многие данные, полученные методами с меньшим разрешением и меньшей статистикой, и некоторые черты описания иммунной системы, перенесенные с иммунологии мыши на человека, к примеру, снижение содержания наивных Т-лимфоцитов при старении во всех органах.

Уменьшение числа наивных Т-клеток с возрастом связано с быстрым старением тимуса (вилочковой железы), в котором будущие Т-клетки проходят этапы сборки Т-клеточного рецептора, проверку работоспособности рецептора и селекцию на отсутствие аутоиммунного потенциала. Важно не только снижение абсолютной численности наивных Т-клеток, но и уменьшение разнообразия репертуара Т-клеточных рецепторов, а значит, и возможности сформировать адаптивный иммунный ответ на ранее незнакомую инфекцию . Для наивных Т-киллеров подтвердилось прогрессирующее падение численности в крови и лимфоузлах, хотя для наивных Т-хелперов отрицательная корреляция численности с возрастом в данном исследовании оказалась значительной только во вторичных лимфоидных органах, но не в крови.

Выделение Т-лимфоцитов памяти, эффекторных клеток памяти и короткоживущих эффекторных клеток из слизистых легких, тонкого и толстого кишечника, паховых и мезентериальных лимфоузлов доноров органов позволило впервые оценить динамику данных популяций в тканях человека при старении. Доля центральных клеток памяти ожидаемо растет с течением жизни, в соответствии с ростом числа инфекций, которые успели встретиться организму и попасть в библиотеку памяти иммунной системы. Растет и процент терминально дифференцированных эффекторных Т-киллеров (T EMRA), но только в лимфоузлах и в селезенке; в нелимфоидных тканях численность T EMRA падает. Эффекторные клетки памяти T EM стремительно заполняют нишу для Т-клеток в тканях ребенка, быстро, примерно к 12 годам вытесняя наивные Т-клетки. Короткоживущие терминально дифференцированные Т-киллеры чаще всего встречаются в крови, селезенке и слизистых легких в любом возрасте, а вот среди Т-хелперов эта субпопуляция представлена исчезающе малым числом клеток. Аналогично мало центральных клеток памяти среди Т-киллеров, преимущественно они находятся в слизистых двух барьерных тканей: легких и кишечника.

Широкими мазками карту распределения Т-лимфоцитов человека можно обрисовать так: наивные Т-клетки путешествуют по крови и периодически заходят во вторичные лимфоидные органы, киллеры-T EMRA находятся в крови, селезенке и легких. Для центральных клеток памяти, судя по всему, характерно более индивидуальное распределение по тканям, чем для других субпопуляций: во всяком случае, закономерностей динамики при старении разных тканей выявить не удалось. Эффекторные клетки памяти, включающие в себя и T RM субпопуляцию, доминируют среди Т-клеток слизистых барьерных тканей. В целом, при старении Т-клеточного иммунитета нелимфоидные ткани большую возрастную динамику типов Т-клеток . Стабильность тканевых клеток проще объяснить, если разобраться, какие из эффекторных клеток T EM остаются в ткани, становятся резидентными T RM , и из каких событий состоит их жизнь после отказа от путешествий по организму.

Рисунок 4. Пути циркуляции Т-лимфоцитов различных субпопуляций. Tnaive - наивные Т-клетки, вместе с субпопуляцией T CM перемещаются по крови и заходят в Т-клеточную зону различных лимфоузлов, в капиллярах тканей встречаются, но в ткань не выходят (красная траектория). Эффекторные Т-клетки (голубой цвет) перемещаются по лимфе и кровотоку, при попадании в лимфоузел не заходят в Т-клеточные зоны (центр лимфоузла) - траектория лилового цвета. Резидентные Т-клетки тканей (показаны зеленым в коже и различными цветами в слизистых) перемещаются только внутри ткани - траектория зеленого цвета. Рисунок из , с изменениями.

Как отличить резидентные клетки тканей от примесей клеток крови?

Резидентные Т-клетки корректно, но неудобно каждый раз определять по способности индивидуальной клетки мигрировать в лимфоузлы, поэтому необходимо составить список характерных признаков, по которым можно определить принадлежность к этой субпопуляции. Резидентные Т-лимфоциты в тканях-естественных барьерах организма (например, в легких и слизистой тонкого кишечника) немного похожи на классические эффекторные клетки крови: экспрессируют маркер активированных клеток CD69, причем экспрессия стабильна в течении жизни при взрослении и старении и характерна для всех нелимфоидных тканей. Но вдобавок CD69 колокализуется с маркером CD103, который обозначает группу молекул адгезии - интегринов, способствующих прикреплению резидентной Т-клетки к эпителию и к фибробластам в подслизистой выбранного органа. Для эффекторных Т-клеток во вторичных лимфоидных органах экспрессия CD103-интегринов совершенно нехарактерна: T EM клетки постоянно сохраняют подвижный фенотип.

У карты, составленной коллективом Донны Фарбер, есть крупный недочет: неясно, насколько чисто удается выделить Т-лимфоциты из органа, какую долю анализируемых клеток на самом деле составляют Т-лимфоциты крови из капилляров внутри органа.

Особенно остро вопрос загрязнения клетками крови стоит для легких, не случайно субпопуляционный состав Т-клеток легких неожиданно похож на Т-клетки крови и лимфоузлов. Вопрос загрязнения клетками крови был изящно решен для Т-лимфоцитов мыши: подопытных мышей заражали вирусом лимфоцитарного хориоменингита после пересадки трансгенного клона Т-клеток P14, специфичного к данному вирусу. В результате при инфекции большая часть циркулирующих клеток была представлена вирус-специфичным клоном P14, и его присутствие в тканях можно было отследить иммунофлуоресценцией по P14-специфичному антителу. Перед тем, как мышей убивали, им в кровь вводили антитело к маркеру Т-киллерных клеток анти-CD8, оно быстро распространялось по кровотоку и связывалось со всеми Т-киллерами в крови (но не в тканях). При микроскопии срезов органов легко было отличить резидентные киллерные T RM от только недавно вышедших из крови в орган клеток, помеченных анти-CD8 антителом . Численность резидентных клеток, подсчитанная этим методом, превышала в 70 раз определенные методом проточной цитометрии числа; разница меньше, чем в два раза, наблюдалась только для резидентных клеток лимфоузлов и селезенки: получается, стандартные методики выделения лимфоцитов из органов плохо подходят для анализа киллерных резидентных клеток и существенно занижают размеры популяции.

Работа резидентных Т-клеток: не стоит путать туризм с эмиграцией

Мышиные резидентные клетки тканей в нормальной ситуации почти не перемещаются внутри нелимфоидной ткани и достаточно прочно прикреплены молекулами адгезии к строме органа. Когда резидентные макрофаги той же ткани секрецией цитокинов инициируют реакцию воспаления, Т RM приобретают большую подвижность и патрулируют близлежащий эпителий в поисках зараженных клеток.

Если воспалительная реакция усиливается, то клетки понимают это как сигнал о подкреплении: к работе патрульных T RM подключаются вновь прибывающие из крови T CM и T EM -клетки. Эти клетки крови куда более подвижны и лучше перемещаются в эпителии: значит ли это, что именно в крови находятся готовые действовать Т-киллеры среди T EM , а CD8+ T RM выполняют в ткани хелперные и регуляторные функции?

C одной стороны, Т-хелперы по спектру Т-клеточных рецепторов более тканеспецифичны, то есть пересечений между репертуарами Т-клеточных рецепторов клеток, взятых из разных тканей, совсем мало, тогда как клетки одного клона Т-киллера встречаются в разных тканях среди T EM . Спектр функций и репертуар антигенной специфичности T RM еще предстоит исследовать, но способности к уничтожению зараженных клеток тканей у T RM -киллеров точно есть. Более того, афинность вирус-специфичных Т-клеточных рецепторов (ТКР) резидентных киллерных клеток выше, чем у вирус-специфичных клеток центральной памяти в модели мышиной инфекции полиомавирусом, протекающей в ткани головного мозга .

Однако размер популяции Т-клеток зависит не только от специфичности Т-клеточных рецепторов к инфекциям, которые раньше протекали в данном органе, но и от гомеостатической пролиферации Т-клеток - размножения более удачливых клеток для заполнения емкости органа по числу Т-лимфоцитов. По маркерам CD28 и CD127 на поверхности клеток можно отличить недавно и давно активированные через Т-клеточный рецептор клетки от тех, которые получили только гомеостатический сигнал к пролиферации от фактора роста IL-7. При старении ткани гомеостатическое размножение клеток начинает преобладать над пролиферацией активированных через ТКР клеток.

Независимо от Т-клеточных рецепторов часто функционируют NKT-клетки, крупный тип резидентных клеток печени, встречающиеся и в других тканях. Они могут быть активированы NK-клеточными рецепторами через распознавание не индивидуальных антигенов, а общих молекулярных паттернов опасности и тканевого стресса. При активации CD8 + NKT-клетки выделяют цитотоксические гранулы и лизируют подозрительные клетки ткани, к примеру, единичные опухолевые клетки и зараженные вирусами клетки, экспрессирующие и выставляющие на внешней мембране MHC-подобные стрессорные молекулы. При старении тенденция T RM к активации без Т-клеточного рецептора через NK-клеточные рецепторы или цитокиновые сигналы может приводить к ошибочному лизису клеток ткани, недостаточному контролю над хронически зараженными или перерождающимися участками эпителия.

Патологические проявления, связанные с работой резидентных Т-клеток включают в себя органоспецифичные аутоиммунные синдромы и синдромы хронического воспаления в ткани. Примеры хронического воспаления, поддерживаемого резидентными Т-лимфоцитами - контактный дерматит и псориаз, а механизмом служит выделение воспалительных факторов IL-17 резидентными Т-киллерами и IL-22 резидентными Т-хелперами дермы. CD8+ эффекторные Т-киллеры, находящиеся в головном мозге, похожи по совокупности мембранных молекул-маркеров на T RM кожи, кишечника и легких и способны подталкивать развитие перемежающегося рассеянного склероза при периодических выбросах воспалительных цитокинов; неясно, однако, есть ли в норме в головном мозге T RM популяция или же это Т-лимфоциты, оставшиеся в ткани после нейротропной вирусной инфекции .

Функции резидентных клеток памяти в норме, при отсутствии инфекции или хронического воспаления, могут включать в себя cross-talk (взаимную регуляцию преимущественно через секрецию цитокинов и костимуляторные молекулы) с неклассическими малоизученными лимфоидными клетками, такими как ассоциированные со слизистыми гамма/дельта Т-клетки, несущие альтернативный вариант сборки Т-клеточного рецептора; или лимфоидные клетки врожденного иммунитета (innate lymphoid cells, ILC), которые делят с Т-и В-лимфоцитами общие черты эпигенетического ландштафта, но не имеют Т-/В- или NK-клеточных рецепторов .

T RM клетки контактируют с антигенпрезентирующими клетками тканей - это дендритные клетки кожи и резидентные макрофаги тканей. Резидентные миелоидные клетки в разных тканях дифференцированы и слабо похожи друг на друга. К примеру, макрофаги маргинальной зоны селезенки, макрофаги печени и микроглия (макрофаги мозга) будут сильно отличаться и по морфологии, и по спектру функций. Кроме обнаружения антигенов в ткани, резидентные макрофаги заняты регуляцией процессов старения и самообновления тканей, в частности, выделяют факторы роста и цитокины, стимулирующие деление стволовых клеток тканей. В жировой ткани, к примеру, макрофаги стимулируют дифференцировку новых жировых клеток, но при переходе в активированное M1-состояние, запускают воспаление и вместо дифференцировки заставляют увеличиваться и набухать имеющиеся жировые клетки. Сопутствующие изменения метаболизма жировой ткани приводят к накоплению жировой массы и в последние годы связываются с механизмами развития ожирения и диабета II типа. В коже цитокины, выделяемые макрофагами и резидентными гамма/дельта Т-клетками стимулируют деление стволовых клеток при регенерации эпидермиса и стволовых клеток волосяных фолликулов . Можно предположить, что хелперные T RM клетки при патрулировании эпителия и образовании контактов с тканевыми макрофагами могут модулировать спектр и объем выделяемых последними факторов роста для стволовых клеток, воспалительных цитокинов и факторов ремоделирования эпителия, и тем самым участвовать в обновлении тканей.

Рисунок 5. Предполагаемые функции резидентных Т-лимфоцитов тканей. Часть функций может выполняться во взаимодействии с резидентными макрофагами (см. пояснения в тексте) .

Что изучение Trm может дать медицине?

Понимание принципов работы резидентных Т-клеток абсолютно необходимо для борьбы с инфекциями, которые не поступают сразу в кровь, а проникают в организм через барьерные ткани - то есть, для подавляющего большинства инфекций. Рациональный дизайн вакцин для защиты от этой группы инфекций может быть направлен именно на усиление первого этапа защиты с помощью резидентных клеток: ситуация, при которой оптимально активированные специфичные к антигену клетки элиминируют патоген в барьерной ткани куда выгоднее, чем запуск острого воспаления для вызова Т-лимфоцитов из крови, поскольку меньше повреждается ткань.

Репертуар Т-клеточных рецепторов клеток, ассоциированных со слизистыми барьерных тканей, считается частично вырожденным и публичным, то есть идентичным для многих людей в популяции. Тем не менее, искажения при выделении Т-клеток из органов, перекос данных в результате отбора только определенных европеиодных доноров в когорты и общее небольшое количество накопленных данных секвенирования не дают уверенности в публичности репертуаров Т-клеточных рецепторов T RM -клеток. Хотя это было бы удобно, дизайн вакцин мог бы сводиться к поиску и модификации наиболее аффинных и иммуногенных пептидов из патогена, взаимодействующих с одним из публичных вариантов ТКР в барьерной для этого патогена ткани.

Конечно, представления о том, какие Т-клеточные рецепторы несут на своей поверхности T RM -клетки недостаточно для того, чтобы эффективно манипулировать иммунными реакциями в ткани. Предстоит детально изучить факторы, влияющие на заселение тканей определенными клонами Т-клеток и разобраться в механизмах активации местного тканевого иммунитета и индукции толерантности T RM . Как заселяются ниши Т-лимфоцитов в слизистых у ребенка до встречи с большим числом патогенов и, соответственно, до формирования значительного пула эффекторных Т-клеток памяти - предшественников резидентных клеток и клеток центральной памяти? Почему и как вместо классической активации лимфоцитов формируется игнорирование, реакция толерантности к микробам непатогенной флоры слизистых? Эти вопросы стоят на повестке дня в изучении резидентных клеток иммунной системы.

Определение закономерностей хоуминга Т-лимфоцитов в определенные ткани может дать преимущество в клеточной иммунотерапии опухолевых заболеваний. Теоретически, киллерные Т-клетки нужной специфичности к опухолевому антигену, активированные in vitro , должны убивать опухолевые клетки пациента. На практике подобная иммунотерапия осложняется тем, что опухолевые клетки способны подавлять иммунные реакции и приводить в неактивное состояние анергии приближающиеся к опухоли Т-киллеры. Зачастую в массе растущей опухоли и вокруг неё накапливаются анергичные Т-лимфоциты, в первую очередь, T RM данной ткани. Из множества инъецированных пациенту активных опухолеспецифичных Т-клеток до цели дойдут немногие, и даже они могут оказаться практически бесполезными в иммуносупрессивном микроокружении опухоли.

Расшифровка механизмов, которые обеспечивают попадание конкретных клонов Т-клеток в определенные ткани, может позволить более эффективно направлять к опухоли сконструированные в лаборатории Т-лимфоциты и приблизить эру доступной персонализированной иммунотерапии.

Quantifying memory CD8 T cells reveals regionalization of immunosurveillance . Cell . 161 , 737–749;

В процессе эволюции у человека сформировались две системы иммунитета - клеточная и гуморальная. Они возникли как средство борьбы с веществами, которые воспринимаются как чужие. Эти вещества называются антигенами . В ответ на внедрение антигена в организм в зависимости от химического состава, дозы и формы введения иммунная реакция будет различна: гуморальная или клеточная. Разделение функций иммунитета на клеточный и гуморальный связано с существованием Т- и В-лимфоцитов. Обе линии лимфоцитов развиваются из лимфатической стволовой клетки костного мозга.

Т-лимфоциты. Клеточный иммунитет. Благодаря Т-лимфоцитам происходит клеточная иммунная система организма. Т-лимфоциты образуются из стволовых кроветворных клеток, которые мигрируют из костного мозга в вилочковую железу.

Формирование Т-лимфоцитов делится на два периода: антигеннезависимый и антигензависимый. Антигеннезависимый период заканчивается образованием антиген-реактивных Т-лимфоцитов. Во время антигензависимого периода клетка подготавливается для встречи с антигеном и под его воздействием размножается, в результате чего образуются различные типы Т-клеток. Распознавание антигена происходит в связи с тем, что на мембране этих клеток находятся рецепторы, распознающие антигены. В результате распознавания клетки размножаются. Эти клетки вступают в борьбу с несущими антиген микроорганизмами или вызывают отторжение чужеродной ткани. Т-клетки регулярно переходят из лимфоидных элементов в кровь, межтканевую среду, что увеличивает вероятность их встречи с антигенами. Существуют различные субпопуляции Т-лимфоцитов: Т-киллеры (т.е. истребители), разрушающие клетки с антигеном; Т-хелперы, помогающие Т- и В-лимфоцитам реагировать на антиген и др.

Т-лимфоциты при контакте с антигеном вырабатывают лимфокины, которые являются биологически активными веществами. С помощью лимфокинов Т-лимфоциты управляют функцией других лейкоцитов. Выделены различные группы лимфокинов. Они могут как стимулировать, так и тормозить миграцию макрофагоцитов т.д. Интерферон, вырабатываемый Т-лимфоцитами, тормозит синтез нуклеиновых кислот и защищает клетку от вирусных инфекций.

В-лимфоциты. Гуморальный иммунитет. В антигезависимый период В-лимфоциты стимулируются антигеном и оседают в селезенке и лимфоузлах, фолликулах и центрах размножения. Здесь они преобразуются в плазматические клетки. В плазмацитах происходит синтез антител - иммуноглобулинов. У человека образуется пять классов иммуноглобулинов. В-лимфоциты принимают активное участие в иммунных процессах распознавания антигена. Антитела взаимодействуют с антигенами, находящимися на поверхности клеток, или с бактериальными токсинами, и ускоряют захват антигенов фагоцитами. Реакция антиген-антитело лежит в основе гуморального иммунитета.

При иммунном ответе обычно действуют механизмы как гуморального, так и клеточного иммунитета, но в разной степени. Так, при кори преобладают гуморальные механизмы, а при контактной аллергии или реакциях отторжения - клеточный иммунитет.

Лимфоциты - это особые клетки в организме живого существа. Именно они отвечают за его защиту от внешних раздражителей, инфекций, вирусов. Но само понятие "лимфоциты" - довольно обширное и общее. Внутри себя эти клетки будут разделяться еще на несколько групп. В статье мы подробно познакомимся с одной из них - Т-лимфоцитами. Функции, разновидности клеток, нормальные их показатели, отклонения от нормы в крови человека - все эти темы будут рассмотрены далее.

Происхождение клеток

Где образуются клетки Т-лимфоциты? Хоть основное место их "жительства" - кровеносное русло (лимфоциты также обитают и в иных тканях), образуются они далеко не там. Место их "рождения" - костный красный мозг. Он известен как кроветворная ткань организма. То есть, помимо лимфоцитов, тут также будут образовываться эритроциты, белые кровяные клетки (нейтрофилы, лейкоциты, моноциты).

Строение лимфоцитов

"Анатомические" особенности следующие:

• Крупное ядро круглой или овальной формы.
• В цитоплазме (содержимом самой клетки) будет отсутствовать зернистость.
• Если цитоплазмы в клетке мало, она называется узкоплазменной, если много - широкоплазменной.

По своему строению лимфоциты, населяющие кровь, будут немного отличаться от своих собратьев, поселившихся в иных тканях. И это нормально. Более того, клетки, "живущие" в одном месте, тоже будут иметь между собой некоторые внешние различия.

Виды лимфоцитов

Кроме типов Т-лимфоцитов, существуют различные группировки этих клеток вообще. Давайте рассмотрим их.

Первая классификация - по размеру:

• Малые.
• Большие.

Вторая классификация - по выполняемым функциям:

• В-лимфоциты. Могут распознавать инородные частицы и вырабатывать против них убийственные антитела. Иными словами, ответственны за гуморальный иммунитет.
• Т-лимфоциты. Основная функция - ответственность за клеточный иммунитет. Вступают в контакт с чужеродными телами и уничтожают их.
• NK-клетки. Натуральные киллеры, что могут распознать раковые, дефектные клетки и уничтожить их. Отвечают за сохранение клеточного нормального состава всего организма.

Разновидности Т-лимфоцитов

Данная группа лимфоцитов внутри себя будет разделяться еще на несколько типов:

• Т-киллеры.
• Т-хелперы.
• Т-супрессоры.
• Т-клетки памяти.
• Ампликаторы-лимфоциты.

Т-киллеры: что за тип

Это самые известные представители группы Т-лимфоцитов. Их главная задача - разрушение неполноценных, дефектных клеток организма. Иное название группы - цитотоксические Т-лимфоциты. Иными словами, отвечающие за устранение клеток ("цито"), которые обладают токсическим воздействием на весь организм.

Главная функция Т-киллеров - иммунный надзор. Клетки агрессивно воздействуют на чужеродный белок. Именно эта полезная функция бывает вредной при пересадке человеку органов. Т-киллеры стремятся поскорее уничтожить "чужака", не понимая, что именно он способен спасти организм. Поэтому пациент какое-то время после трансплантации органа принимает медикаменты, что угнетают иммунную систему. Препараты снижают процент Т-киллеров в крови, нарушают их взаимодействие. Благодаря этому пересаженный орган приживается, а пациенту не грозят осложнения и летальный исход.

Механизм воздействия данного вида лимфоцитов на чужеродный элемент очень интересен. Фагоциты, например, агрессивно "нападают" на "чужака" для его последующего пожирания и переваривания. Т-киллеры на их фоне - "благородные убийцы". Они прикасаются к объекту своими отростками, затем разрывают контакт и удаляются. Только после такого "смертельного поцелуя" инородный микроорганизм погибает. Почему же?

Во время прикосновения Т-киллеры оставляют на поверхности организма частичку своей мембраны. Она обладает свойствами, которые позволяют ей разъедать поверхность объекта нападения - вплоть до образования сквозных дыр. Через эти отверстия из микроорганизма уходят ионы калия, а их место занимает вода и ионы натрия. Клеточный барьер нарушается, между внутренней и внешней средой уже нет границы. Микроорганизм раздувает поступившая в него вода, белки цитоплазмы и органеллы разрушаются. Остатки "чужака" после этого пожирают фагоциты.

Хелперы

Главная функция этих клеток Т-лимфоцитов - помощь. Отсюда и их название, произошедшее от английского слова, переводящегося так же.

Но кому или чему приходят на выручку данные Т-лимфоциты? Они призваны индуцировать и стимулировать иммунный ответ. Именно под влиянием Т-хелперов будут активировать свою работу Т-киллеры, с которыми мы уже успели познакомиться.

Хелперы станут передавать данные о присутствии в организме чужеродного белка. А это ценная информация для В-лимфоцитов - они, в свою очередь, начинают выделять против него определенные защитные антитела.

Также Т-хелперы стимулируют работу еще одной разновидности "охранных" клеток - фагоцитов. В частности, они плотно взаимодействуют с моноцитами.

Супрессоры

Этот термин сам по себе означает "подавление". Отсюда нам становится понятной функция Т-супрессоров. Хелперы в нашем организме будут активировать защитную, иммунную функцию, а данные Т-лимфоциты, напротив, будут ее подавлять.

Не надо думать, что это оказывает какое-то негативное влияние на систему. Т-супрессоры отвечают за регуляцию иммунного ответа. Ведь где-то нужно реагировать на определенный раздражитель сдержанно и умеренно, а где-то - аккумулировать против него все имеющиеся силы.

Амплификаторы

Перейдем теперь к функциям Т-лимфоцитов данной группы. После того как в организм проникает тот или иной агрессор, в крови и тканях живого существа сразу же повышается содержание лимфоцитов. К примеру, буквально за несколько часов их объем может увеличиться в два раза!

Какова же причина такого быстрого роста армии клеток-защитников? Может быть, дело в том, что в организме где-то до поры до времени они "припрятаны" про запас?

Это действительно так. В тимусе и селезенке обитает какая-то масса зрелых полноценных лимфоцитов. Только до какого-то момента эти клетки "не определяются" со своим предназначением, функцией. Они и будут называться амплификаторами. При надобности данные клетки превращаются в ту или иную разновидность Т-лимфоцитов.

Клетки памяти

Опыт, как известно, - главное оружие. Поэтому, справившись с какой-либо угрозой, наши Т-лимфоциты ее запоминают. В свою очередь, организм вырабатывает специальные клетки, которые будут хранить эту информацию до новой "битвы" с данным чужеродным элементом. Этими элементами и будут Т-клетки памяти.

Вторичный агрессор (того вида, которому иммунная система уже противостояла) проникает в организм. Т-клетка памяти узнает его. Затем данная частица начинает активно размножаться, чтобы дать чужеродному организму вторичный достойный иммунный ответ.

Нормальные показатели Т-лимфоцитов в крови человека

В данной категории невозможно представить какую-то определенную цифру - нормальные значения будут варьироваться в зависимости от возраста человека. Связано это с особенностями развития его иммунной системы. С возрастом будет уменьшаться объем вилочковой железы. Поэтому, если в детстве в крови преобладают лимфоциты, то с взрослением они передают лидирующую позицию уже нейтрофилам.

Уровень Т-лимфоцитов крови помогает определить общий клинический анализ крови. Нормальные показатели тут такие:

• (50,4±3,14)*0,6-2,5 тыс.
• 50-70%.
• Соотношение "хелперы/супрессоры" - 1,5-2.

О чем говорят повышенные и пониженные показатели

Повышенное содержание Т-лимфоцитов в крови может свидетельствовать о следующем:

• Хронический или острый лимфолейкоз.
• Гиперактивный иммунитет.
• Синдром Сезари.

А, напротив, пониженное содержание Т-элементов говорит о следующих патологиях и заболеваниях:

• Хронические инфекции - гнойные процессы, ВИЧ, туберкулез.
• Сниженная выработка лимфоцитов.
• Генетические заболевания, вызывающие иммунодефицит.
• Опухоли лимфоидной ткани.
• Почечная и сердечная недостаточность, наблюдаемая на последней стадии.
• Т-клеточная лимфома.
• Прием пациентом медикаментов, которые разрушают лимфоциты.
• Следствие лучевой терапии.

Мы познакомились с Т-лимфоцитами - клетками-защитниками нашего организма. Каждый из видов выполняет при этом свою особенную функцию.