Как работает иммунная система, лекция 6 ч. 8 (ч. 62)
КАК УБИВАЮТ ЦТЛ
До сих пор в этой лекции мы обсуждали, что делают активированные Т-клетки-помощники. Теперь пришло время сосредоточиться на Т-клетках-киллерах. Как только ЦТЛ (цитотоксический T-лимфоцит) активирован, он быстро размножается, наращивая свою численность. Затем эти эффекторные Т-клетки покидают лимфатический узел, попадают в кровь и направляются в ту область тела, где находятся вредители, которых они могут убить. Когда эффекторная Т-клетка достигает места сражения, она выходит из крови и начинает уничтожать инфицированные клетки. Большинство убийств с помощью ЦТЛ требует контакта между ЦТЛ и его клеткой-мишенью, и у ЦТЛ есть несколько видов оружия, которые они могут использовать во время этого “рукопашного” боя.
Одно из орудий, используемых ЦТЛ, включает в себя выработку белка, называемого перфорином. Перфорин — близкий родственник белка комплемента С9, который служит частью комплекса мембранной атаки. Как и его двоюродный брат, перфорин может связываться с клеточными мембранами и просверливать в них отверстия. Чтобы это произошло, рецепторы Т-клеток-киллеров должны сначала идентифицировать цель. Затем молекулы адгезии на ЦТЛ удерживают клетку-мишень близко, в то время как клетка-киллер доставляет смесь перфорина и фермента, называемого гранзимом В, на поверхность клетки-мишени. Что происходит дальше, все еще немного неясно, но последнее предположение таково: перфорин повреждает внешнюю мембрану клетки-мишени, и когда клетка пытается восстановить это повреждение, как гранзим В, так и перфорин попадают в клетку в пузырьке, сделанном из мембраны клетки-мишени. Оказавшись внутри клетки-мишени, молекулы перфорина проделывают отверстия во входном пузырьке, позволяя гранзиму В проникать в цитоплазму клетки. Таким образом, перфорин помогает ЦТЛ доставлять гранзим В в цитоплазму клетки-мишени, где гранзим В запускает ферментативную цепную реакцию, которая заставляет клетку совершать самоубийство путем апоптоза. Этот вид “ассистированного самоубийства” обычно включает в себя разрушение ДНК клетки-мишени собственными ферментами клетки. Этот типа убийства "направленный": ЦТЛ доставляет свой смертоносный груз прямо в клетку-мишень, так что другие клетки в этом районе не повреждаются во время убийства. После того, как Т-клетка-киллер вступила в контакт со своей мишенью, для уничтожения клетки требуется всего около получаса, и во время каждой атаки ЦТЛ использует только часть своего перфорина и гранзима B. Следовательно, одна Т-клетка-киллер может уничтожить несколько клеток-мишеней. Возможно, вам интересно, почему ЦТЛ не убивает сам себя, когда доставляет эти смертоносные ферменты на поверхность своей мишени. Никто не знает!
Второй способ уничтожения ЦТЛ — это использование белка на его поверхности, называемого Fas-лигандом (FasL), который может связываться с белком Fas на поверхности клетки-мишени. Когда это происходит, внутри клетки-мишени запускается программа самоубийства, и, опять же, клетка погибает в результате апоптоза. Интересно, что естественные клетки-киллеры используют эти же два механизма (перфорин/гранзим В или FasL) для уничтожения своих мишеней.
Здесь стоит упомянуть, что на самом деле существует два различных способа гибели клетки: путем некроза или апоптоза. Хотя конечный результат один и тот же (мертвая клетка), эти два процесса совершенно разные. Клетки обычно погибают в результате некроза либо в результате раны (например, пореза или ожога), либо когда они убиты атакующим вирусом или бактерией. Во время некроза ферменты и химические вещества, которые обычно безопасно содержатся в живой клетке, высвобождаются умирающей клеткой в окружающие ткани, где они могут нанести реальный ущерб. Напротив, смерть от апоптоза гораздо более аккуратна. Когда клетка умирает в результате апоптоза, ее содержимое заключено в маленькие “мешки для мусора” (везикулы), сделанные из внешней мембраны умирающей клетки. Эти пузырьки затем съедаются и разрушаются близлежащими макрофагами в рамках их обязанности по сбору мусора. Следовательно, во время апоптоза содержимое клетки-мишени не попадает в ткани, чтобы вызвать повреждение. Таким образом, убивая свои мишени, вызывая апоптоз, а не некроз, ЦТЛ могут избавить организм от инфицированных вирусом клеток, не вызывая сопутствующего повреждения тканей, которое могло бы возникнуть в результате некротической гибели клеток.
Есть еще одна причина, по которой провоцирование гибели клеток путем апоптоза служит особенно эффективным способом уничтожения инфицированных вирусом клеток Т-клетками-киллерами. Когда инфицированные вирусом клетки погибают в результате апоптоза, ДНК несобранных вирусов разрушается вместе с ДНК клетки-мишени. Кроме того, ДНК- или РНК-вирусы, которые достигли различных стадий сборки внутри клетки, заключены в апоптотические пузырьки и утилизируются макрофагами. Именно эта способность уничтожать инфицированные клетки и содержащиеся в них вирусы путем индуцирования апоптоза делает Т-клетки-киллеры таким мощным противовирусным оружием.
Хотя основная задача ЦТЛ заключается в уничтожении инфицированных клеток, Т-клетки-киллеры также могут секретировать цитокины. Например, ЦТЛ могут продуцировать ИФН-γ, цитокин, который усиливает экспрессию молекул ГКГ класса I в близлежащих клетках. Это приводит к более надежному отображению класса I, облегчая ЦТЛ распознавание инфицированных клеток.
Перевод книги LAUREN SOMPAYRAC "HOW THE IMMUNE SYSTEM WORKS", продолжение следует.