Как работает иммунная система, лекция 4 ч. 7 (ч. 44)
ЛОГИКА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ГКГ КЛАССА I
Чтобы по-настоящему понять, почему презентация антигена служит одним из величайших изобретений матери-природы, нам нужно немного подумать о логике, стоящей за этой удивительной деятельностью. Для начала нам нужно задать вопрос: зачем вообще нужна презентация ГКГ? Почему бы просто не позволить рецепторам Т-клеток распознавать непредставленный антиген так, как это делают рецепторы В-клеток? Это действительно вопрос из двух частей, поскольку мы говорим о двух довольно разных представлениях: класс I и класс II. Итак, давайте рассмотрим их по одному.
Одна из причин презентации класса I — сосредоточение внимания Т-клеток-киллеров на инфицированных клетках, а не на вирусах и других патогенах, которые находятся вне наших клеток в крови и тканях. До тех пор, пока патогены остаются вне наших клеток, антитела могут помечать их для уничтожения профессиональными фагоцитами, а также могут связываться с ними и предотвращать их инициирование инфекции. Поскольку каждая плазменная В-клетка может откачивать около 2000 молекул антител в секунду, эти антитела служит “дешевым” оружием, которое довольно эффективно борется с внеклеточными вредителями. Однако, как только микробы попадают в клетку, антитела не могут добраться до них. Когда это происходит, необходимы Т–клетки-киллеры – высокотехнологичное, “дорогое” оружие, специально разработанное для уничтожения инфицированных клеток. А требование, чтобы Т–клетки-киллеры распознавали антигены, представленные молекулами ГКГ класса I на инфицированных клетках, гарантирует, что цитотоксические T-лимфоциты не будут тратить свое время на преследование вредителей, находящихся вне клеток, — вредителей, с которыми антитела обычно могут бороться довольно эффективно.
Кроме того, было бы чрезвычайно опасно иметь непредставленный антиген, который дает сигнал Т-клеткам-киллерам. Представьте, как было бы ужасно, если бы к поверхности неинфицированных клеток случайно прилипли остатки мертвых вирусов, а Т-клетки-киллеры распознали этот непредставленный антиген и убили эти “невинные посторонние” клетки.
Еще одна причина, по которой представление класса I так важно, заключается в том, что большинство белков, вырабатываемых в инфицированной патогеном клетке, остаются внутри клетки и никогда не попадают на поверхность клетки. Таким образом, без представления класса I многие инфицированные патогеном клетки остались бы незамеченными Т-клетками-киллерами. Фактически, часть волшебства отображения ГКГ класса I заключается в том, что, в принципе, каждый белок вторгшегося патогена может быть фрагментирован и представлен молекулами ГКГ класса I для Т-клеткок-киллеров.
Наконец, поскольку их рецепторы распознают “девственные” антигены, которые не были фрагментированы и представлены, В-клетки фактически находятся в невыгодном положении. Причина в том, что большинство белков должны быть свернуты, чтобы функционировать должным образом. В результате этого сворачивания многие эпитопы, которые могут распознавать рецепторы В–клеток, недоступны для представления — потому что они находятся внутри свернутой белковой молекулы. Напротив, когда белок фрагментирован на короткие кусочки и представлен молекулами ГКГ класса I, эпитопы не могут быть скрыты от Т-клеток-киллеров.
Таким образом, логику представления ГКГ класса I легко понять, но почему молекулы ГКГ настолько полиморфны? В конце концов, в человеческой популяции так много различных форм, что большинство из нас наследуют гены для шести различных молекул класса I. Не кажется ли вам это немного чрезмерным?
Хорошо, предположим, что существует всего несколько различных белков ГКГ I класса. Теперь представьте, что может произойти, если вирус мутирует так, что ни один из его пептидов не будет связываться ни с одной из этих молекул ГКГ I. Такой вирус может уничтожить всю человеческую популяцию, потому что никакие Т-клетки-киллеры не активируются для уничтожения инфицированных вирусом клеток. Таким образом, полиморфные молекулы ГКГ дают по крайней мере некоторым людям в популяции шанс пережить атаку умного патогена.
Хорошо, но почему у нас есть шесть генов для белков ГКГ класса I? Это кажется многовато, особенно учитывая, что белки ГКГ класса I настолько полиморфны. Ответ заключается в том, что возможность “владения” до шести различными молекулами ГКГ I класса увеличивает вероятность того, что у каждого из нас в отдельности будет по крайней мере одна молекула ГКГ I класса, в которую будут вписываться фрагменты белка данного патогена. Действительно, больные СПИДом, унаследовавшие максимальное количество различных молекул ГКГ класса I (шесть), живут в среднем значительно дольше, чем пациенты, у которых гены кодируют только пять или менее различных молекул класса I. Идея здесь заключается в том, что по мере того, как вирус СПИДа мутирует, наличие большего количества различных молекул класса I увеличивает вероятность того, что могут быть представлены мутировавшие вирусные белки. Почему шесть, а не десять генов для молекул ГКГ класса I? Да кто его знает…
Перевод книги LAUREN SOMPAYRAC "HOW THE IMMUNE SYSTEM WORKS", продолжение следует.