Как работает иммунная система, лекция 2 ч. 15 (ч. 24)
Естественные клетки-убийцы
В команде врожденной иммунной системы есть еще один важный игрок, который может помочь защититься от вирусной инфекции: естественная клетка-киллер (NK). Люди с генетическими дефектами, которые мешают функционированию NK-клеток, испытывают большие трудности в борьбе с инфекциями, вызванными вирусом герпеса и вирусом папилломы человека.
Естественные клетки-киллеры созревают в костном мозге и, когда они не реагируют на инфекцию, живут недолго, с периодом полураспада всего около недели. Большинство NK-клеток находится в крови или в селезенке и печени (двух органах, которые хранят кровь), и относительно небольшое количество NK-клеток находится в тканях, которые не подвергаются атаке. Таким образом, как и нейтрофилы, естественные клетки-киллеры в основном находятся на дежурстве. NK – клетки используют стратегию “качение, остановка, выход”, чтобы покинуть кровь и проникнуть в ткани в местах заражения, и, оказавшись в тканях, они быстро размножаются, чтобы увеличить свою численность.
Когда они достигают поля битвы, естественные клетки-киллеры могут играть две роли в защите нас от инфекций. Во-первых, NK-клетки могут выделять цитокины, такие как ИФН-γ, которые помогают защищаться. Как и макрофаги, NK-клетки могут существовать в нескольких стадиях готовности. Покоящиеся NK-клетки продуцируют некоторые цитокины и могут убивать, но они продуцируют большее количество цитокинов и могут убивать более эффективно, если они активированы. Идентифицировано несколько сигналов, которые могут активировать естественные клетки-киллеры, и каждый из этих сигналов генерируется только тогда, когда организм подвергается атаке. Например, во время вирусной атаки NK-клетки могут быть активированы ИФН-α или ИФН-β, выделяемыми другими клетками иммунной системы. Или, если бактерии вторгаются, NK-клетки могут активироваться, когда их поверхностные рецепторы обнаруживают компонент мембраны бактериальной клетки ЛПС.
Естественные клетки-киллеры могут уничтожать некоторые опухолевые клетки, инфицированные вирусом, бактериями, паразитами и грибами. Они убивают эти клетки, заставляя их совершить самоубийство. В некоторых случаях NK-клетки используют “систему инъекций”, которая использует белки перфорина, чтобы помочь доставить “самоубийственные” ферменты (например, гранзим В) в клетку-мишень. В других ситуациях белок, называемый лигандом Fas на поверхности NK-клеток, взаимодействует с белком Fas на поверхности своей мишени, сигнализируя клетке-мишени о самоуничтожении.
Метод, используемый NK-клетками для идентификации своих мишеней, сильно отличается от метода Т-клеток-киллеров. Естественные клетки-киллеры не имеют рецепторов Т-клеток, которые создаются путем смешивания и сопоставления сегментов генов. Поверхностные рецепторы, которые естественные клетки-киллеры используют для распознавания целей, бывают двух типов: активирующие рецепторы, которые, когда они задействованы, мотивируют NK-клетку убивать, и ингибирующие рецепторы, которые, когда они задействованы, побуждают ее не убивать.
Сигнал “не убивай” передается ингибирующими рецепторами, которые распознают молекулы ГКГ класса I на поверхности потенциальной клетки-мишени. Молекулы ГКГ класса I находятся в различных количествах на поверхности большинства здоровых клеток нашего организма. Следовательно, наличие этой поверхностной молекулы означает, что клетка чувствует себя хорошо. Напротив, сигналы “убить” включают взаимодействие между активирующими рецепторами на поверхности NK-клетки и необычными углеводами или белками на поверхности клетки-мишени. Эти своеобразные поверхностные молекулы действуют как флаги, указывающие на то, что клетка-мишень подверглась “стрессу”, обычно потому, что она была заражена вирусом или становится раковой. Естественные клетки-киллеры “измеряют” относительную силу сигналов “убить” и “не убивать”, чтобы оценить здоровье клетки и определить, следует ли эту клетку уничтожать.
Теперь, почему вы думаете, что было бы хорошей идеей, чтобы NK-клетки уничтожали клетки, которые не экспрессируют молекулы ГКГ класса I? Вы помните, что, исследуя пептиды, отображаемые белками ГКГ класса I, Т-клетки-киллеры способны “заглянуть внутрь” клеток, чтобы увидеть, что что-то не так. Но что, если какой-нибудь умный вирус отключит экспрессию молекул ГКГ в клетках, которые он заражает? Разве эти зараженные вирусом клетки не будут “невидимы” для Т-клеток-киллеров? Действительно, так оно и будет. Таким образом, в этих случаях было бы здорово иметь другое оружие, которое могло бы убить зараженные вирусом клетки, которые не отображают молекулы ГКГ на своей поверхности. И это именно то, что могут сделать естественные клетки-киллеры.
Перевод книги LAUREN SOMPAYRAC "HOW THE IMMUNE SYSTEM WORKS", продолжение следует.