Введение

Клетка, отображающая антиген, связанный с молекулами главного комплекса гистосовместимости (MHC) на своей поверхности.

Клетка, представляющая антиген (APC), или вспомогательная клетка – это клетка, которая отображает антиген, связанный с молекулами MHC, на своей поверхности; этот процесс известен как презентация антигена. Т-клетки могут распознавать эти комплексы с помощью своих Т-клеточных рецепторов (TCR). APC обрабатывают антигены и представляют их Т-клеткам. Почти все типы клеток способны представлять антигены в той или иной форме. Они встречаются в различных типах тканей. Специализированные клетки, представляющие антиген, такие как макрофаги, В-клетки и дендритные клетки, представляют чужеродные антигены Т-хелперам, в то время как клетки, инфицированные вирусом (или раковые клетки), могут представлять антигены, происходящие изнутри клетки, цитотоксическим Т-клеткам. Помимо семейства белков MHC, презентация антигена зависит от других специализированных сигнальных молекул на поверхностях как APC, так и Т-клеток. Клетки, представляющие антиген, жизненно важны для эффективного адаптивного иммунного ответа, поскольку функционирование как цитотоксических, так и Т-хелперов зависит от APC. Презентация антигена обеспечивает специфичность адаптивного иммунитета и может способствовать иммунным реакциям как против внутриклеточных, так и внеклеточных патогенов. Она также участвует в защите от опухолей. Некоторые методы лечения рака включают создание искусственных APC для активации адаптивной иммунной системы с целью атаки на злокачественные клетки.

Типы и функции

Клетки, представляющие антиген, делятся на две категории: профессиональные и непрофессиональные. Клетки, экспрессирующие молекулы главного комплекса гистосовместимости (МГК) класса II вместе с костимулирующими молекулами и рецепторами распознавания паттернов, часто называют профессиональными клетками, представляющими антиген. Клетки, представляющие антиген, также могут представлять экзогенные и собственные липиды Т-клеткам и естественным киллерам, используя семейство белков CD1, структурно сходное с семейством МГК класса I.

Профессиональные БПК

Профессиональные антигенпрезентирующие клетки (АПК) специализируются на представлении антигенов Т-клеткам. Они очень эффективно интернализируют антигены либо путем фагоцитоза (например, макрофаги), либо посредством рецептор-опосредованного эндоцитоза (В-клетки), обрабатывая антиген в пептидные фрагменты, а затем отображая эти пептиды (связанные с молекулой MHC класса II) на своей мембране. Все профессиональные АПК также экспрессируют молекулы MHC класса I. До контакта с чужеродным антигеном, дендритные клетки экспрессируют очень низкие уровни MHC класса II и костимулирующих молекул на своей клеточной поверхности. Эти незрелые дендритные клетки неэффективны в представлении антигена Т-хелперам. Как только рецепторы распознавания паттернов дендритной клетки распознают молекулярный паттерн, связанный с патогеном, антиген фагоцитируется, и дендритная клетка активируется, повышая экспрессию молекул MHC класса II. Она также повышает регуляцию нескольких костимулирующих молекул, необходимых для активации Т-клеток, включая CD40 и B7. Последние могут взаимодействовать с CD28 на поверхности CD4+ Т-клеток. Дендритная клетка становится полностью зрелой профессиональной АПК. Она перемещается из ткани в лимфатические узлы, где встречает и активирует Т-клетки. После этой активации макрофаги приобретают способность экспрессировать молекулы MHC класса II и костимулирующие молекулы, включая комплекс B7, и могут представлять фрагменты фагоцитированных пептидов Т-хелперам. Образуясь из моноцитов, типа лейкоцитов, они циркулируют в крови и проникают в пораженные участки, где дифференцируются из моноцитов в макрофаги. В пораженном участке макрофаг окружает место инфекции или повреждения ткани своей мембраной посредством механизма, называемого фагоцитозом.

Ячейки B

В-клетки могут интернализировать антиген, связывающийся с их В-клеточным рецептором, и представлять его Т-хелперам. В-клетки находятся в лимфатических узлах. После того, как их В-клеточный рецептор свяжется с антигеном, они могут взаимодействовать с активированными Т-хелперами, как описано выше. Дендритная клетка, взаимодействующая с уже активированным Т-хелпером, может быть лицензирована. Это происходит посредством взаимодействия костимулирующих молекул, включая B7 и CD40 на дендритной клетке, с CD28 и лигандом CD40 на Т-клетке. Только лицензированные дендритные клетки способны активировать цитотоксические Т-клетки. Лицензирование дендритных клеток Т-хелперами является ключевым для активации цитотоксических Т-клеток в отношении многих патогенов, хотя степень необходимости помощи Т-хелперов может варьироваться. В молекулах MHC класса I и класса II могут быть представлены только определенные эпитопы интернализированного пептида. Эти эпитопы называются иммунодоминантными.

В лечении рака

APC естественным образом участвуют в борьбе с опухолями, стимулируя B-клетки и цитотоксические T-клетки к выработке антител против опухолевых антигенов и уничтожению злокачественных клеток соответственно. Дендритные клетки, представляющие опухолеспецифические антигены T-клеткам, играют ключевую роль в этом процессе. Методы лечения рака включали обработку пациентов повышенным количеством дендритных клеток или T-клеток, специфичных к раку. Однако, более новые методы лечения направлены на использование генетически модифицированных искусственных антигенпрезентирующих клеток, предназначенных для активации иммунной системы для атаки на злокачественные клетки. Некоторые искусственные APC производятся из человеческих клеток, другие – ацеллюлярны и содержат белки MHC, костимулирующие молекулы и необходимые пептиды. Активатор APC IMP321 проходит клинические испытания для ускорения иммунного ответа с целью элиминации метастатического рака молочной железы или меланомы.