vlastiti antigeni. Iako postoji više od ove negativne selekcije…" /> vlastiti antigeni. Iako postoji više od ove negativne selekcije…" />
Informacija

Autoimunost – negativna selekcija T-stanica – APC

Autoimunost – negativna selekcija T-stanica – APC


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Negativnom selekcijom T-stanica u timusu T-stanice gube mogućnost reagiranja na antigene koji su "vlastiti tijelo" -> vlastiti antigeni. Iako postoji više od ove negativne selekcije za sprječavanje T-stanica da prepoznaju vlastite antigene, neke T-stanice postaju samoreagirajuće. Ova T-stanica u našem slučaju cd4 T-stanice mogu prepoznati antigene predstavljene na MHC II kompleksima od strane APC stanica.

A pitanje je:

Tko predstavlja vlastite antigene pogrešno odabranoj CD4 T-stanici, što dovodi do autoimunosti? Kako APC stanica uopće dobiva ovaj autoantigen?


Budući da već znate da je repertoar receptora T stanica razvijen u timusu, polovica priče koja nedostaje u kontekstu stanica koje predstavljaju antigen je da MHC kompleksi rade ne razlikovati vlastite, strane i mutirane vlastite peptide. Poanta je da je selekcija u timusu namijenjena stvaranju repertoara T stanica koje mogu prevladati ovu činjenicu.

U svim zdravim tkivima stanice s jezgrom eksprimiraju MHC molekule klase I napunjene samopeptidima. T-stanica vjerojatno neće reagirati na to, međutim, jer promet T stanica u tkiva zahtijeva signale kao što su citokini i kemokini. T stanice cirkuliraju u i iz zona T stanica limfnih čvorova.

U kontekstu upale i stanične ozljede, vlastiti proteini se mogu otpustiti u ekstracelularni prostor gdje ih makrofagi redovito čiste endocitozom. Put vanjske prezentacije antigena opterećuje peptide na molekule MHC klase II. U tom kontekstu aktivirani endotel prenosi T stanice u oštećena tkiva, gdje stupaju u interakciju s APC-ima tkiva. Autoreaktivni klonovi koji su izbjegli selekciju timusa imaju priliku reagirati na vlastite antigene, zanemarujući regulatorne ili supresorske stanice (ref.).

Međutim, ne samo autopeptidi, već i potencijalni imitatori autoantigena koji uzimaju dobronamjerne T stanice usmjerene protiv bakterijskih peptida, za koje se događa da vrlo nalikuju vlastitom antigenu, i suprotstavljaju ih vašim vlastitim tkivima (primjer). Za razliku od autoimunih T stanica koje su izbjegle selekciju i napadaju vaše stanice, ovo poziva T stanice koje su prošle kroz odgovarajuće kanale da i to učine.

Vidi Cellular and Molecular Immunology, 8th ed. za još bolji pregled autoimunosti temeljene na T stanicama.


Imunološka homeostaza potaknuta ko-lokaliziranim efektorskim i regulatornim T stanicama

FOXP3(+) regulatorne T stanice (Treg stanice) sprječavaju autoimunost ograničavanjem efektorske aktivnosti T stanica koje su izbjegle negativnu selekciju timusa ili perifernu inaktivaciju. Unatoč dostupnim informacijama o molekularnim čimbenicima koji posreduju u supresivnoj funkciji Treg stanica, relevantni stanični događaji u netaknutim tkivima ostaju uglavnom neistraženi, a nije utvrđeno hoće li Treg stanice spriječiti aktivaciju samospecifičnih T stanica ili prvenstveno ograničavati oštećenje takvih stanica. Ovdje koristimo multipleksno, kvantitativno oslikavanje miševa kako bismo pokazali da, unutar sekundarnih limfoidnih tkiva, visoko supresivne Treg stanice koje eksprimiraju fosforilirani STAT5 postoje u diskretnim klasterima s rijetkim IL-2-pozitivnim T stanicama koje se aktiviraju vlastitim antigenima. Ova lokalna IL-2 indukcija fosforilacije STAT5 u Treg stanicama dio je povratnog kruga koji ograničava daljnje autoimune odgovore. Inducibilna ablacija ekspresije receptora T stanica Treg stanicama smanjuje njihov regulatorni kapacitet i remeti njihovu lokalizaciju u klasterima, što rezultira nekontroliranim odgovorima efektorskih T stanica. Naši podaci stoga otkrivaju da se autoreaktivne T stanice redovito aktiviraju na proizvodnju citokina, s fizičkim ko-klasteriziranim Treg stanicama stimuliranih receptorom T stanica koje reagiraju na način negativne povratne sprege kako bi suzbile početnu autoimunost i održale imunološku homeostazu.

Figure

Prošireni podaci Slika 1. Uloga IL-2…

Prošireni podaci Slika 1. Uloga IL-2 u indukciji pSTAT5 u Tregs

Prošireni podaci Slika 2. Prostorna korelacija između…

Prošireni podaci Slika 2. Prostorna korelacija između IL-2 + stanica i pSTAT5 + Treg klastera

Prošireni podaci Slika 3. Fenotipska karakterizacija…

Prošireni podaci Slika 3. Fenotipska karakterizacija stanica koje proizvode IL-2 u stabilnom stanju u IL-2…

Prošireni podaci Slika 4. Histocitometrijska analiza…

Prošireni podaci Slika 4. Histocitometrijska analiza DC podskupova povezanih s Treg klasterima

Prošireni podaci Slika 5. Izraz CD86 na…

Prošireni podaci Slika 5. Ekspresija CD86 na DC-ovima povezanim s Treg klasterima

Prošireni podaci Slika 6. Korelacija između…

Prošireni podaci Slika 6. Korelacija između ekspresije CD73/CTLA-4 na Tregovima i njihove udaljenosti do…

Prošireni podaci Slika 7. Uloga TCR-a…

Prošireni podaci Slika 7. Uloga TCR signalizacije u visokoj ekspresiji CD73 i CTLA-4…


Ohashi, P.S. et al. Ablacija "tolerancije" i indukcija dijabetesa virusnom infekcijom u transgenih miševa virusnog antigena. stanica 65, 305–317 (1991).

Katz, J.D., Wang, B., Haskins, K., Benoist, C. & amp Mathis, D. Praćenje dijabetogene T stanice od geneze do patogeneze. stanica 74, 1089–1100 (1993).

Goverman, J. Tolerancija i autoimunost u TCR transgenih miševa specifičnih za bazični protein mijelina. Immunol. vlč. 169, 147–159 (1999).

Scott, B. i sur. Uloga ne-MHC genetskog polimorfizma u osjetljivosti na spontanu autoimunost. Imunitet 1, 73–83 (1994).

Lafaille, J.J., Nagashima, K., Katsuki, M. & Tonegawa, S. Visoka incidencija spontanog autoimunog encefalomijelitisa u imunodeficijentnih transgenih miševa receptora T stanica bazičnog proteina mijelina. stanica 78, 399–408 (1994).

Waldner, H., Whitters, M.J., Sobel, R.A., Collins, M. i Kuchroo, V.K. Fulminantna spontana autoimunost središnjeg živčanog sustava u miševa transgenih za mijelinski proteolipidni protein-specifični T stanični receptor. Proc. Natl. Akad. Sci. SAD 97, 3412–3417 (2000).

Hernandez, J., Aung, S., Redmond, W.L. & Sherman, L.A. Fenotipska i funkcionalna analiza CD8(+) T stanica koje su podvrgnute perifernoj deleciji kao odgovor na unakrsnu prezentaciju vlastitog antigena. J. Exp. Med. 194, 707–717 (2001).

Lambolez, F., Jooss, K., Vasseur, F. & Sarukhan, A. Indukcija tolerancije na vlastite antigene od strane perifernih dendritskih stanica. Eur. J. Immunol. 32, 2588–2597 (2002).

Greenwald, R.J., Boussiotis, V.A., Lorsbach, R.B., Abbas, A.K. & Sharpe, A.H. CTLA-4 regulira indukciju anergije in vivo. Imunitet 14, 145–155 (2001).

Shevach, E. CD4+CD25+ supresorske T stanice: više pitanja nego odgovora. Nat. Rev. Immunol. 2, 389–400 (2002).

Le Douarin, N. i sur. Dokaz za oblik tolerancije ovisan o timusu koji se ne temelji na eliminaciji ili anergiji reaktivnih T stanica. Immunol. vlč. 149, 35–53 (1996).

Hammerling, G.J. et al. Nedelecijski mehanizmi periferne i središnje tolerancije: studije s transgenim miševima s tkivno specifičnom ekspresijom stranog MHC antigena klase I. Immunol. vlč. 122, 47–67 (1991).

Hoffmann, M.W., Heath, W.R., Ruschmeyer, D. & Miller, J.F. Brisanje T stanica visoke avidnosti epitelom timusa. Proc. Natl. Akad. Sci. SAD 92, 9851–9855 (1995).

Akkaraju, S. i sur. Raspon tolerancije CD4 T stanica: djelomična inaktivacija na antigen specifičan za organe omogućuje nedestruktivni tireoiditis ili insulitis. Imunitet 7, 255–271 (1997).

Klein, L., Klein, T., Ruther, U. & Kyewski, B. Tolerancija CD4 T stanica na ljudski C-reaktivni protein, inducibilni serumski protein, posredovana je medularnim epitelom timusa. J. Exp. Med. 188, 5–16 (1998).

Jolicoeur, C., Hanahan, D. i Smith, K.M. Tolerancija T-stanica prema transgenom antigenu β-stanica i transkripcija endogenih gena gušterače u timusu. Proc. Natl. Akad. Sci. SAD 91, 6707–6711 (1994).

Kyewski, B., Derbinski, J., Gotter, J. & Klein, L. Promiskuitetna ekspresija gena i središnja tolerancija T-stanica: više nego što se na prvi pogled čini. Trendovi Immunol. 23, 364–371 (2002).

Betterle, C., Greggio, N.A. & Volpato, M. Klinički pregled 93: autoimuni poliglandularni sindrom tip 1. J. Clin. Endokrinol. Metab. 83, 1049–1055 (1998).

Nagamine, K. i sur. Pozicijsko kloniranje APECED gena. Nat. Genet. 17, 393–398 (1997).

Finsko-njemački konzorcij APECED. Autoimuna bolest, APECED, uzrokovana mutacijama u novom genu koji sadrži dvije domene cinkovog prsta tipa PHD. Nat. Genet. 17, 399–403 (1997).

Pitkanen, J. i sur. Protein autoimunog regulatora ima transkripcijska transaktivirajuća svojstva i u interakciji je sa zajedničkim proteinom koji veže CREB koaktivator. J. Biol. Chem. 275, 16802–16809 (2000).

Bjorses, P. i sur. Mutacije u genu AIRE: učinci na substaničnu lokaciju i transaktivacijsku funkciju proteina autoimune poliendokrinopatije-kandidijaze-ektodermalne distrofije. Am. J. Hum. Genet. 66, 378–392 (2000).

Ramsey, C. i sur. Miševi s nedostatkom Airea razvijaju višestruke značajke APECED fenotipa i pokazuju promijenjen imunološki odgovor. Pjevušiti. Mol. Genet. 11, 397–409 (2002).

Heino, M. i sur. Autoimuni regulator je izražen u stanicama koje reguliraju imunološku toleranciju u meduli timusa. Biochem. Biophys. Rez. komun. 257, 821–825 (1999).

Bjorses, P. i sur. Lokalizacija APECED proteina u različitim nuklearnim strukturama. Pjevušiti. Mol. Genet. 8, 259–266 (1999).

Anderson, M.S. et al. Projekcija imunološke samosjene unutar timusa pomoću Aire proteina. Znanost 298, 1395–1401 (2002).

Lesage, S. i sur. Neuspjeh cenzuriranja zabranjenog klona CD4 T stanica u autoimunom dijabetesu. J. Exp. Med. 196, 1175–1188 (2002).

Ho, W.Y., Cooke, MP, Goodnow, C.C. & Davis, M.M. U mirovanju i anergične B stanice su defektne u CD28-ovisnoj kostimulaciji naivnih CD4+ T stanica. J. Exp. Med. 179, 1539–1549 (1994).

Adelstein, S. i sur. Indukcija samotolerancije u T stanicama, ali ne i B stanicama transgenih miševa koji izražavaju malo vlastitog antigena. Znanost 251, 1223–1225 (1991).

Akkaraju, S., Canaan, K. & Goodnow, C.C. Samoreaktivne B stanice se ne eliminiraju ili inaktiviraju autoantigenom izraženim na epitelnim stanicama štitnjače. J. Exp. Med. 186, 2005–2012 (1997).

Van Parijs, L., Peterson, D.A. & Abbas, A.K. Put Fas/Fas liganda i Bcl-2 reguliraju odgovore T stanica na modeliranje vlastitih i stranih antigena. Imunitet 8, 265–274 (1998).

Ueno, T. i sur. Uloga liganda CCR7 u emigraciji novonastalih T limfocita iz neonatalnog timusa. Imunitet 16, 205–218 (2002).

Jordan, M.S. et al. Timusna selekcija CD4 + CD25 + regulatornih T stanica induciranog samopeptidom agonista. Nat. Immunol. 2, 301–306 (2001).

Mason, D. Neki kvantitativni aspekti selekcije repertoara T-stanica: zahtjevi za regulatornim T-stanicama. Immunol. vlč. 182, 80–88 (2001).

Sakaguchi, S. Regulatorne T stanice: ključni kontrolori imunološke samotolerancije. stanica 101, 455–458 (2000).

Heino, M. i sur. Ekspresija RNA i proteina mišjeg autoimunog regulatora gena (Aire) u normalnih, RelB-deficitarnih i NOD miševa. Eur. J. Immunol. 30, 1884–1893 (2000).

Stockinger, B. T limfocitna tolerancija: od delecije timusa do perifernih kontrolnih mehanizama. Adv. Immunol. 71, 229–265 (1999).

Hanahan, D. Periferne stanice koje eksprimiraju antigen u meduli timusa: čimbenici samotolerancije i autoimunosti. Curr. Opin. Immunol. 10, 656–662 (1998).

Schwartz, R.H. Anergija T stanica. Annu. Rev. Immunol. 21, 305–334 (2003).

Jooss, K., Gjata, B., Danos, O., von Boehmer, H. & Sarukhan, A. Regulatorna funkcija in vivo anergizirane CD4(+) T stanice. Proc. Natl. Akad. Sci. SAD 98, 8738–8743 (2001).

Vendetti, S. i sur. Anergične T stanice inhibiraju funkciju predstavljanja antigena dendritskih stanica. J. Immunol. 165, 1175–1181 (2000).

Taams, L.S. et al. Anergične T stanice aktivno potiskuju odgovore T stanica putem stanice koja predstavlja antigen. Eur. J. Immunol. 28, 2902–2912 (1998).

Lombardi, G., Sidhu, S., Batchelor, R. & Lechler, R. Anergične T stanice kao supresorske stanice in vitro. Znanost 264, 1587–1589 (1994).

Sakaguchi, S. i sur. Imunološka tolerancija koju održavaju CD25 + CD4 + regulatorne T stanice: njihova zajednička uloga u kontroli autoimunosti, imunosti tumora i tolerancije na transplantaciju. Immunol. vlč. 182, 18–32 (2001).

Vafiadis, P. i sur. Ekspresija inzulina u ljudskom timusu modulirana je INS VNTR alelima na IDDM2 lokusu. Nat. Genet. 15, 289–292 (1997).

Pugliese, A. i sur. Inzulinski gen se transkribira u ljudskom timusu, a razine transkripcije koreliraju s alelnim varijacijama na INS VNTR-IDDM2 lokusu osjetljivosti na dijabetes tipa 1. Nat. Genet. 15, 293–297 (1997).

Kishimoto, H. & Sprent, J. Defekt u središnjoj toleranciji kod NOD miševa. Nat. Immunol. 2, 1025–1031 (2001).

Klein, L., Klugmann, M., Nave, K.A., Tuohy, V.K. & Kyewski, B. Oblikovanje repertoara autoreaktivnih T-stanica varijantom spajanja vlastitog proteina izraženog u epitelnim stanicama timusa. Nat. Med. 6, 56–61 (2000).

Anderson, A.C. i sur. Visoka učestalost T-stanica specifičnih za autoreaktivni mijelinski proteolipidni protein na periferiji naivnih miševa: mehanizmi selekcije samoreaktivnog repertoara. J. Exp. Med. 191, 761–770 (2000).

Reif, K. i sur. Uravnotežena reakcija na kemoatraktante iz susjednih zona određuje položaj B-stanica. Priroda 416, 94–99 (2002).


T-limfociti (T stanice)

Ontogeneza

Proces razvoja i sazrijevanja T-stanica kod sisavaca počinje s hematopoetskim matičnim stanicama (HSC) u fetalnoj jetri i kasnije u koštanoj srži gdje se HSC diferenciraju u multipotentne progenitore. Podskup multipotentnih progenitora inicira transkripciju gena 1 i 2 koji aktivira rekombinaciju (RAG 1 i RAG2) i postaju multipotentni progenitori s limfoidima, a zatim uobičajeni limfoidni progenitori (CLP). Samo mali podskup pluripotentnih stanica migrira u timus i diferencira se u rane progenitore timusa (ETP). Timus ne sadrži samoobnavljajuće progenitore i stoga dugotrajna timopoeza ovisi o regrutiranju progenitora koji se nastanjuju timusom tijekom cijelog života pojedinca (1). Ovi progenitori moraju ući u timus kako bi se postupno reprogramirali u potpuno zrele i funkcionalne T stanice. Različiti razvojni koraci T stanice, kao što je prikazano na slici 1, usklađeni su s migracijom timocita u razvoju prema specifičnim nišama u timusu koje osiguravaju potrebne faktore specifične za stadij koji su potrebni za daljnju diferencijaciju.

Slika 1

Pregled razvoja i sazrijevanja T stanica. Preuzeto iz Rothenberga et al. (4). Kratice. HSC: hematopoetske matične stanice, CLP: Uobičajeni limfoidni progenitori, ETP: Rani prethodnici timusa, DN: Dvostruki negativ DP: dvostruko pozitivno, SP: Pojedinačno pozitivno, (više.)

ETP su multipotentni i mogu generirati T stanice, B stanice, prirodne stanice ubojice (NK), mijeloidne stanice i dendritske stanice (DC). ETP predstavljaju malu i heterogenu podskupinu, imaju sposobnost masovne proliferacije i mogu se identificirati prema fenotipu Lin low, CD25 −, Kit high kao i po njihovoj ekspresiji Flt3, CD24 i CCR9 (1). Ove stanice, koje privlače kemokini CCL19 i CCL21, ulaze u timus preko kortikomedularnog spoja. U stromi timusa, ETP susreće veliki broj liganada za Notch receptore kao i faktore rasta kao što su Kit-ligand i IL-7 koji pokreću i podržavaju diferencijaciju i proliferaciju ovih stanica u početnim fazama T Razvoj stanica (2). Štoviše, ekspresija Notch-1 receptora i njihova interakcija s Delta sličnim ligandima bitna je za diferencijaciju T stanica u timusu i za inhibiciju razvoja loze ne-T stanica (3).

Unutar korteksa timusa, ETP se diferencira u dvostruko negativne (DN) stanice koje ne eksprimiraju ni CD4 ni CD8 (tj. CD4 − i CD8 −). Neki autori smatraju ETP DN1 stanicom koja se kasnije diferencira u DN2 kada dobije CD25 + i CD44 + receptore. U ovoj fazi razvoja, stanice gube B potencijal i počinju eksprimirati proteine ​​koji su kritični za naknadno preuređivanje gena receptora T stanica (TCR), kao što su RAG1 i RAG2. Oni također počinju izražavati proteine ​​potrebne za sklapanje TCR-a i signalizaciju kao CD3 lanci, kinaze i fosfataze kao što su LCK, ZAP70 i LAT (4). DN3 stanice mogu ići na dva divergentna puta diferencijacije. Stanica može ili izraziti αβ lance TCR-a i slijediti proces selekcije za stvaranje CD4 + ili CD8 + T stanica ili izraziti γδ lance za stvaranje subpopulacije γδ limfocita s posebnim funkcionalnim karakteristikama (5,6) (tablica 1).

Stol 1

Karakteristike αβ T stanica i γδ T stanica.

Ekspresija β lanca TCR, u fazi DN3, kaskadira istovremenu ekspresiju molekula CD4 i CD8 i tako se stanice pretvaraju u dvostruko pozitivne (DP), što čini najveću populaciju stanica u timusu ( 4,7). U ovoj fazi sazrijevanja, DP stanice ulaze u kontrolnu točku poznatu kao pozitivna selekcija za odabir stanica s funkcionalnim TCR-ima koji se vežu na samopeptide srednjeg afiniteta i avidnosti. Za to, epitelne stanice korteksa timusa “staviti DP stanice na test” predstavljanjem vlastitih peptida u kontekstu molekula HLA klase I (HLA-I) i klase II (HLA-II). Samo dio (1%-5%) DP stanica, koje izražavaju TCR sa srednjim afinitetom za ove Ags, perzistira signalima preživljavanja. DP stanice nesposobne za vezanje HLA-I ili HLA-II podliježu apoptozi. Pozitivna selekcija omogućuje diferencijaciju DP timocita prema jedan pozitivan (SP) populacija koja je ograničena na HLA (tj. DP stanice koje prepoznaju HLA-I diferenciraju se u CD4 − CD8 +, a one koje prepoznaju HLA-II diferenciraju se u CD4 + CD8 −) (8, 9). Nakon toga, SP stanice ulaze u medulu timusa gdje se nalazi druga kontrolna točka poznata kao negativnu selekciju odvija se. U meduli, pozitivno odabrani timociti su izloženi raznolikom skupu autoantigena predstavljenih epitelnim stanicama medularnog timusa (mTEC) i DC. mTEC-ovi koriste poseban epigenetski mehanizam da dovedu do onoga što se često naziva promiskuitetnom ekspresijom gena koja pridonosi niskoj ekspresiji mnogih gena, uključujući tkivno ograničene autoantigene. SP stanice s visokim afinitetom ili avidnošću za vezanje samopeptida predstavljenih na HLA-I ili HLA-II eliminiraju se apoptozom, čime se osigurava uništenje potencijalno autoreaktivnih stanica (9). Stanice koje su preživjele negativnu selekciju sazrijevaju i postaju neefikasne T stanice s obzirom na činjenicu da nisu bile pripremljene s Ag za koji izražavaju specifičan TCR. Naïve T stanice napuštaju timus i kontinuirano migriraju u sekundarne limfoidne organe kako bi se pripremile i diferencirali u efektorske stanice sa specijaliziranim fenotipovima.

Kompleks receptora T stanica (TCR).

Tijekom procesa sazrijevanja, T stanice stječu receptor nazvan TCR koji prepoznaje specifični Ag. TCR je multiproteinski kompleks sastavljen od dva varijabilna lanca za vezanje antigena, αβ ili γδ, koji su povezani s invarijantnim pomoćnim proteinima (CD3γε, CD3; ; x003b6ζ lanci) koji su potrebni za pokretanje signalizacije kada se TCR veže na Ag (10).

αβ-TCR ne prepoznaje Ag u njegovom prirodnom obliku, ali prepoznaje linearne peptide koji su obrađeni i predstavljeni u HLA-I ili HLA-II kontekstu. Peptidi predstavljeni molekulama HLA-I su mali (8� aminokiselina) i imaju intracelularno podrijetlo, dok su peptidi predstavljeni molekulama HLA-II duži (13� aminokiselina) i općenito su izvanstaničnog podrijetla. Ipak, αβ-TCR NKT stanica i γδ-TCR mogu prepoznati glikolipide i fosfolipide predstavljene molekulama CD1.

TCR α i β lanci su vrlo polimorfni, što pogoduje prepoznavanju velike raznolikosti peptida. Svaki lanac ima varijabilnu (V) i konstantnu domenu (C) sa spojnim segmentom (J) koji se nalazi između njih. Lanac β također ima dodatni segment raznolikosti (D). Svaka (V) domena ima tri hipervarijabilna sektora poznata kao CDR-1, -2 i -3 (regije koje određuju komplementarnost) i sposoban je generirati ogroman skup kombinacija za proizvodnju različitih TCR specifičnih za Ag. CDR3α i β regije vežu se na središnju regiju predstavljenog peptida. Ova regija predstavlja najraznovrsniju regiju TCR-a i smatra se glavnom determinantom specifičnosti u prepoznavanju Ag. CDR1α i β također doprinose prepoznavanju peptida i vežu se na njega putem amino i karboksi-terminalnih motiva. TCR regije koje dolaze u kontakt s HLA uglavnom odgovaraju CDR-1 i CDR-2 (10). TCR se povezuje s molekulom zvanom CD3, koja se sastoji od tri različita lanca: gama, delta i epsilon γδε. Ovi lanci su povezani kao heterodimeri γε i δε. TCR je također povezan s homodimerom lanaca δε (CD247) koji ima dugi intracitoplazmatski dio i sudjeluje u nizvodnim transdukcijskim aktivacijskim signalima. I CD3 lanci i δε lanci koji se povezuju s TCR posjeduju aktivacijske motive temeljene na tirozinu (ITAM) u svojim intracitoplazmatskim dijelovima, koji su fosforilirani kako bi pokrenuli aktivaciju T stanica (11).

Preuređenje TCR gena je bitno tijekom razvoja T stanica. Više segmenata gena dispergiranih u genomskoj DNA mora se vezati i transkribirati kako bi se proizveo funkcionalni TCR. Ovaj se proces odvija neovisno za svaki lanac počevši od rekombinacije gena za lanac β (12). Geni koji kodiraju TCR lance kod ljudi mapiraju se na četiri loci: TCRA i TCRD na kromosomu 14 i TCRB i TCRG na kromosomu 7. Lokus za lanac β ima 42 genska segmenta za regiju (V), 2 za (D), 12 za (J) i 2 za ( C) dok lokus za lanac α ima 43 genska segmenta za regiju (V) i 58 za (J) (13) (slika 2). Somatska rekombinacija ovih genskih segmenata događa se u DN2 i DN3 stadijima razvoja T stanica i posredovana je genskim proizvodima RAG-1 i RAG-2. Aktivnost nukleaze i ligaze, kao i dodavanje ili eliminacija nukleotida, stvara veliku raznolikost TCR-a prisutnih u našem organizmu u trenutku rođenja. Procjenjuje se da raznolikost TCR-a u ljudi može doseći 2󗄇 (13).

Slika 2

Generiranje TCR-a somatskom rekombinacijom. Preuzeto od Turnera et al. (13). Kratice. TCR: T stanični receptor C: konstantni genski segment, V: varijabilni genski segment, D: segment gena za raznolikost, J: spojni genski segment, N: dodatak koji nije kodiran predloškom (više.)

Aktivacija naïve T stanica

T Aktivacija i diferencijacija stanica bit će uspješna samo ako su prisutna tri signala: i) interakcija TCR-a s peptidom koji predstavlja HLA molekula, ii) signalizacija preko kostimulacijskih molekula i iii) sudjelovanje citokina koji iniciraju klonsku ekspanziju ( 14).

Dodatno, mikrookolina citokina koja prati aktivaciju definira vrstu odgovora koji će se generirati kasnije.

Prepoznavanje Ag i putevi prijenosa signala u T stanicama

Konstantna migracija naïve T stanica prema sekundarnim limfoidnim organima neophodna je kako bi svaka od njih naišla na svoj specifični Ag predstavljen stanicom koja predstavlja antigen (APC) (15). Da bi se to dogodilo, naïve T stanice konstitutivno eksprimiraju L-selektin, adhezijsku molekulu koja djeluje na početno vezanje T stanica na visoke endotelne postkapilarne venule smještene u limfnim čvorovima, krajnicima i agregiranim limfnim folikulima. Samo specijalizirane endotelne stanice u post-kapilarnim venama dopuštaju stalan prolaz T stanica iz krvi prema limfnim čvorovima ili Peyerovim zakrpama s obzirom da potonje dvije konstitutivno izražavaju adrese PNAd (adresa perifernog čvora) ili MADCAM-1 (adhezijska molekula stanične adhezije sluznice-1) odnosno. Oba djeluju u interakciji s L-selektinom limfocita. Endotelne stanice ostatka vaskulature ograničavaju ili ometaju vezanje limfocita osim ako njihovi receptori nisu inducirani medijatorima upale (16).

U limfnim čvorovima T stanice uspostavljaju privremeni kontakt s velikim brojem dendritskih stanica (DC), ali se samo zaustavljaju i vežu za one koje predstavljaju Ag koji je kompatibilan i specifičan za njihov receptor (15).

T stanice unutar limfnih čvorova migriraju velikom brzinom od oko 11� μ u minuti. To je u suprotnosti s DC-ima koji prolaze kroz limfne čvorove brzinom od oko 3𠄶 μ u minuti i zatim se zaustavljaju. To omogućuje DC-ima da stalno uspostavljaju nove kontakte s T stanicama. U nedostatku Ag, T stanice ne prestaju, ali u prisutnosti Ag, trajanje interakcije s DC može biti prolazno (3 - 11 min) ili stabilno (nekoliko sati) ovisno o afinitetu za Ag (15). Stabilnim spojevima pogoduje visoka prisutnost peptida u DC, visoko antigenski ligandi, zreli DC i ekspresija molekula kao što je ICAM-1 (15).

Prepoznavanje antigena pomoću TCR-a izaziva stvaranje nekoliko “TCR mikroklasteri” koji prate reorganizaciju i približavanje drugih membranskih molekula i signalnih proteina prema zoni kontakta s DC-om. Ova kontaktna zona između T stanice i DC membrane poznata je kao an imunološka sinapsa i sastoji se od visoko organiziranog i dinamičnog molekularnog kompleksa podijeljenog u tri koncentrične zone poznate kao središnji, periferni i distalni supramolekularni aktivacijski klasteri. Središnja regija se sastoji od TCR kompleksa, kostimulacijskih i ko-inhibicijskih molekula te ko-receptora. Ovi ko-receptori su poznati kao primarni i sekundarni aktivacijski signali. Perifernu zonu uglavnom čine adhezijske molekule LFA-1-ICAM-1 i CD2-LFA-3 koje zbog svog afiniteta održavaju i stabiliziraju vezanje između stanica. Distalnu zonu čine F-aktin i fosfataza CD45 (17).

Nakon prepoznavanja Ag, na unutarnjoj strani membrane iu citoplazmi pokreće se složen signalni proces za naknadnu aktivaciju tri bitna transkripcijska faktora: NFAT, AP-1 i NF-㮫. Ovi signalni putovi prikazani su u pojednostavljenom dijagramu na Slici 3 i počinju kada fosfataza CD45 aktivira tirozin-kinaze, Fyn i Lck, koje su povezane s ε lancima CD3 odnosno koreceptora CD4/CD8 (18 ). Nakon što se aktiviraju, ove kinaze autofosforiliraju i fosforiliraju ITAM dijelove δε lanaca i CD3. Fosforilirani ITAM privlače molekulu ZAP-70. Zatim, vezanje ZAP-70 na fosfolipazu C 㬱 (PLC 㬱) ili LAT pokreće dvije različite kaskade.

Slika 3

Pregled TCR signalnih putova. Preuzeto iz Brownlieja et al. (18). Kratice. LCK: protein tirozin kinaza specifična za limfocite, FYN: član Src tirozin kinaze, ZAP70: ζ protein kinaza povezana s lancem od 70 kDa, LAT: Linker za (više.)

Prva kaskada se pokreće kada PLC- 㬱 pretvara fosfatidilinozitol bifosfat (PIP2) u inozitol trifosfat (IP3) i diacilglicerol (DAG). IP3 difundira u citoplazmu i veže se na receptore endoplazmatskog retikuluma, gdje inducira oslobađanje Ca 2+ naslaga u citosol. Intracelularno povećanje Ca 2+ stimulira enzim kalmodulin, koji je serin/treonin-kinaza. Aktivirani kalmodulin, pak, aktivira kalcineurin, fosfatazu koja katalizira desfosforilaciju nuklearnog transkripcijskog faktora NF-AT kako bi omogućio ulazak u jezgru i aktivirao ekspresiju nekoliko gena (npr. IL-2, itd.) (19) .

Druga signalna kaskada se pokreće kada ZAP-70 fosforilira adapterski protein poznat kao LAT. LAT regrutira nekoliko proteina koji omogućuju prijenos nukleotida gvanina iz GDP-a u GTP za aktivaciju nekih proteina zvanih Ras. Oni pokreću kaskadu fosforilacije što rezultira aktivacijom protein kinaza aktiviranih mitogenom (MAPK). Ovi MAPK imaju zadatak da aktiviraju transkripcijski faktor AP-1 koji se sastoji od proteina c-fos i c-jun. MAPK dopuštaju dimerizaciju tih proteina za pokretanje transkripcije gena (18).

Treći signalni put započinje proizvodnjom DAG-a, koji aktivira protein kinazu C (PKC). Kasnije dolazi do regrutiranja IKK kompleksa koji zahtijeva proteine ​​Carma1, Bcl10 i MALT1 za njegovu aktivaciju. Aktivacija IKK kinaza dopušta fosforilaciju inhibitora I㮫, koji se zatim ubikvitiniraju i razgrađuju. Time se oslobađaju NF-㮫 dimeri koji se translociraju u jezgru i aktiviraju transkripciju svojih ciljnih gena (20).

Transkripcijski faktori NF-AT, AP-1 i NF-㮫 ulaze u jezgru i induciraju transkripciju gena kako bi započeli lučenje IL-2 ekspresijom njegovog alfa receptora visokog afiniteta (IL-2Rα) ekspresija integrina koji potiču staničnu adheziju, ekspresija kostimulatornih molekula kao što je CD40L i ekspresija anti-apoptotičkih proteina (19, 20).

Kostimulacija

Kostimulacijska molekula definirana je kao površinska molekula koja sama po sebi nije sposobna aktivirati T stanice, ali koja može značajno pojačati ili smanjiti signalizaciju induciranu TCR kompleksom (21,22). Glavne kostimulacijske molekule T stanica i njihovi odgovarajući ligandi za profesionalni i neprofesionalni APC prikazani su u tablici 2.

Tablica 2

Kostimulacijske molekule T stanica i njihovi ligandi.

Pozitivni kostimulacijski signali poznati su kao drugi aktivacijski signal i neophodni su za potenciranje proizvodnje IL-2 zbog indukcije trajne aktivacije nuklearnog transkripcijskog faktora NF-㮫. Nadalje, interakcija između ovih molekula inicira antiapoptotičke signale koji produžuju životni vijek T stanica i pokreću ekspresiju molekula prianjanja, kao i proizvodnju faktora rasta i citokina koji potiču njihovu proliferaciju i diferencijaciju.

Samo CD28, CD27 i HVEM eksprimiraju se konstitutivno, dok su preostale kostimulacijske molekule inducibilne i eksprimiraju se tek nakon aktivacije. Konstitutivne kostimulativne molekule imaju pozitivan regulatorni učinak (21, 22).

Iako većina kostimulacijskih molekula ima monotipsko vezanje (jedan ligand), neke od njih, npr. CD28 i PD-1, djeluju s više od jednog liganda. Štoviše, druge molekule kao što su one iz obitelji SLAM interagiraju homotipski s identičnim molekulama. Gotovo sve kostimulacijske molekule T stanica pripadaju CD28/B7 superfamiliji ili obitelji TNF/TNFR (21, 22).

Postoji hijerarhija u nizvodnoj aktivaciji ovih kostimulacijskih molekula. Na primjer, uočeno je da kostimulacija s CD28 značajno povećava indukciju ICOS-a i OX-40 na površini T stanice (22).

Klonska ekspanzija

Kao odgovor na prepoznavanje antigena i kostimulacijske signale, T stanice iniciraju sintezu IL-2 i eksprimiraju receptor visokog afiniteta za njega (IL2Rα ili CD25) prolazno. CD25 se veže na druge lance IL2R, a to su lanac β (CD122) i uobičajeni lanac γ (CD132). Međutim, on ne sudjeluje u signalizaciji, ali povećava afinitet za IL-2 od 10 do 100 puta (23).

IL-2 djeluje kao autokrini i parakrini faktor rasta. IL-2 aktivira blastogenezu ili klonsku ekspanziju što dovodi do velikog broja T stanica s receptorima identičnim izvornim, sposobnim prepoznati samo Ag koji je pokrenuo njegovu aktivaciju. IL-15 i IL-21 također sudjeluju u ovom procesu klonalne ekspanzije (23).

Nakon aktivacije T stanica i klonske ekspanzije slijedi faza smrti tijekom koje se apoptozom eliminira 90% efektorskih stanica. Mehanizmi koji induciraju ovu fazu kontrakcije ili smrti uključuju interakcije Fas-FasL, TNF i TNFR I i II kao i CD40-CD40L. Osim toga, molekule kao što su perforini, IFN- γ i IL-2 reguliraju fazu kontrakcije T stanica (24).

Podskupine CD4 + T stanica

Diferencijacija CD4 + T stanice u različite subpopulacije ili stanične fenotipove određena je prirodom i koncentracijom Ag-a, vrstom APC-a i njegovim aktivacijskim stanjem, citokinskim mikrookruženjem koje prati antigensku prezentaciju, te prisutnošću i količinom co. -stimulativne molekule, zajedno s drugim varijablama.

Ako T-stanica eksprimira CD4, ona se pretvara u T-pomoćnu stanicu (Th) koja ima dvostruku funkciju: proizvoditi citokine i stimulirati B-stanice da stvaraju abs. Donedavno su identificirana samo četiri različita fenotipa: Th1, Th2, Th17 i T-regulatorne stanice (Treg) od kojih svaka luči drugačiji profil citokina. Međutim, u posljednjih nekoliko godina identificirane su nove podskupine T-pomoćnika kao što su Th9, Th22 i folikularni pomagači (Tfh). Slika 4 sažima glavne karakteristike ovih podskupova T stanica, čimbenike koji ih induciraju i citokine koje proizvode.

Slika 4

Podskupovi CD4 T stanica. Preuzeto od Lloyda et al. (30). Kratice. TH: T-pomoćnik, IFNγ: interferon gama, DTH: preosjetljivost odgođenog tipa, TNF: faktor nekroze tumora, FGF: faktor rasta fibroblasta, AHR: hiperreaktivnost dišnih puteva.

Th1. Diferencijaciju Th1 stanica induciraju IL-12, IL-18 i IFN tipa 1 (IFN-α i IFN-β) koje luče DC i makrofagi nakon što ih aktiviraju unutarstanični patogeni. IL-18 pojačava djelovanje IL-12 na razvoj Th1 fenotipa. Općenito, odgovor posredovan Th1 ovisi o T-bet transkripcijskom faktoru i STAT4 molekuli. Ove stanice proizvode IFN- γ, IFN-α, IFN-β i IL-2 i eksprimiraju CXCR3 i CD161 (25). Stimuliraju jaku staničnu imunost na unutarstanične patogene, kao i sudjeluju u patogenezi autoimunih bolesti i u razvoju hipersenzitivnosti odgođenog tipa. U Th1 stanicama, IL-2 povećava ekspresiju T-bet i IL-12R㬢 što zatim potiče održivost ovog fenotipa (23).

Th2. Th2 odgovor induciraju izvanstanični patogeni i alergeni. Nastaje djelovanjem IL-4, IL-25, IL-33 i IL-11 koje luče mastociti, eozinofili i NKT stanice. Ovi citokini induciraju unutarstaničnu aktivaciju STAT-6 i GATA-3, što pokreće lučenje citokina Th2 fenotipa kao što su IL-4, IL-5, IL-9, IL-13, IL-10 i IL- 25, kao i ekspresija CCR4 i ICOS (26, 27). Th2 stanice induciraju prelazak klase imunoglobulina na IgE, putem mehanizma posredovanog IL-4. IgE, pak, aktivira stanice urođenog imunološkog sustava kao što su bazofili i mastociti i inducira njihovu degranulaciju i oslobađanje histamina, heparina, proteaza, serotonina, citokina i kemokina. Ove molekule stvaraju kontrakciju glatkih mišića, povećavaju vaskularnu propusnost i regrutiraju više upalnih stanica. Th2 stanice također migriraju u plućno i crijevno tkivo gdje regrutiraju eozinofile (kroz lučenje IL-5) i mastocite (putem IL-9). To dovodi do eozinofilije tkiva i hiperplazije mastocita. Kada djeluju na epitelne stanice i glatke mišiće (putem IL-4 i IL-13), Th2 stanice induciraju proizvodnju sluzi, metaplaziju vrčastih stanica i hiperreaktivnost dišnih putova kao što je uočeno kod alergijskih bolesti (26). U Th2 stanicama, IL-2 inducira ekspresiju IL-4Rα i održava lokuse gena IL-4 i IL-13 u pristupačnoj konfiguraciji tijekom završnih faza diferencijacije ovih stanica, što pomaže u očuvanju ovaj fenotip (23).

Th9. Ova podskupina T-pomoćnih stanica nastaje djelovanjem TGF-β i IL-4. Th9 stanice proizvode IL-9 i IL-10 i ne izražavaju citokine ili transkripcijske faktore Th1, Th2 ili Th17 podskupina (28). IL-9 potiče rast mastocita i lučenje IL-1β, IL-6, IL-13 i TGF-β. Ipak, IL-9 nije isključiv za ovu staničnu subpopulaciju. Također ga proizvode Th2, Th17, Treg, mastociti i NKT stanice (29). U alergijskim procesima i infekcijama helmintima, IL-9 stimulira oslobađanje produkata mastocita i, putem IL-13 i IL-5, neizravno inducira proizvodnju sluzi, eozinofiliju, hiperplaziju epitela i mišićnu kontrakciju (30) .

Th17. Ove stanice su inducirane kombiniranim djelovanjem IL-6, IL-21, IL-23 i TGF-β. IL-6 aktivira naïve T stanicu što rezultira autokrinom proizvodnjom IL-21 koji u sinergiji s TGF-β inducira faktor nuklearne transkripcije (ROR)c i proizvodnju IL-17A i IL-17F. IL-23 je bitan za preživljavanje i aktivaciju Th17 nakon njegove diferencijacije i selektivno regulira ekspresiju IL-17 (31).

Th17 stanice se uglavnom nalaze u plućnoj i probavnoj sluznici. Oni proizvode IL-17A, IL-17F, IL-6, IL-9, IL-21, IL-22, TNF-α i CCL20. IL-17, u sinergiji s TNF-α, potiče ekspresiju gena koji pojačavaju upalni proces. IL-17 se veže na svoj receptor u mezenhimatoznim stanicama kao što su fibroblasti, epitelne stanice i endotelne stanice kako bi potaknuo oslobađanje kemokina i medijatora upale kao što su IL-8, MCP-1, G-CSF i GM-CSF (31) . IL-17 i IL-22 također induciraju proizvodnju defenzina. Upalna okolina koju stvaraju Th17 stanice povezana je s bolestima koje imaju važnu upalnu komponentu kao što su reumatoidni artritis, sistemski eritematozni lupus (SLE), bronhijalna astma i odbacivanje transplantata (32).

Th22.Ova podskupina T stanica nastaje kombiniranim djelovanjem IL-6 i TNF-α uz sudjelovanje plazmacitoidnog DC. Th22 stanice karakteriziraju lučenje IL-22 i TNF-α. Transkripcijski profil ovih stanica također uključuje gene koji kodiraju za FGF (faktor rasta fibroblasta), IL-13 i kemokini uključeni u angiogenezu i fibrozu. Glavni faktor transkripcije povezan s ovim fenotipom je AHR. U koži IL-22 inducira antimikrobne peptide, potiče proliferaciju keratinocita i inhibira njihovu diferencijaciju što sugerira ulogu u stvaranju ožiljaka na ranama i u prirodnim obrambenim mehanizmima (33). Th22 stanice eksprimiraju CCR4, CCR6 i CCR10 što im omogućuje infiltriranje u epidermu kod osoba s upalnim poremećajima kože. Oni sudjeluju u Crohnovoj bolesti, psorijazi i ožiljcima na ranama (34).

Folikularne pomoćne T stanice (Tfh). Ove stanice otkrivene su prije nešto više od deset godina kao T stanice zametnog centra koje pomažu B stanicama da proizvode antitijela. Razvoj ovih stanica ovisi o IL-6, IL-12 i IL-21. Karakteriziraju ih kontinuirana ekspresija CXCR5 i gubitak CCR7, što omogućuje Tfh stanicama da se presele iz zone T stanica u folikule B stanica koje eksprimiraju CXCL13. Tamo induciraju stvaranje germinativnih centara, transformaciju B stanica u plazma stanice, proizvodnju protutijela s različitim izotipovima i proizvodnju memorijskih B stanica (35).

Među svim podskupinama T-pomoćnih stanica, Tfh izražavaju TCR s najvećim afinitetom za Ag i najvećom količinom kostimulatornih molekula kao što su ICOS i CD40L. Nadalje, eksprimiraju transkripcijski faktor BCL-6 i citokine kao što su IL-21, IL-4 i IL-10 koji induciraju diferencijaciju B stanica i proizvodnju Ab (35).

Regulatorne T stanice (Treg). Regulatorne T-stanice predstavljaju 5% do 10% CD4+ T-stanica u zdravih odraslih osoba. Oni konstitutivno izražavaju markere aktivacije kao što su CTLA-4 (CD152), α receptor IL-2 (CD25), OX-40 i L-selektin (36). Oni se smatraju anergičnima u nedostatku IL-2 što ih čini ovisnima o IL-2 koji luče druge stanice. Po mehanizmu djelovanja i podrijetlu predstavljaju heterogenu populaciju stanica koja se može podijeliti na dvije: prirodne Treg stanice timusa podrijetla i inducirane Treg stanice diferencirane na periferiji (37).

Prirodne Treg stanice su visoke CD4 + CD25 i konstitutivno izražavaju transkripcijski faktor FOXP3 + koji je neophodan za njihov razvoj. CD4 + CD25 − FOXP3 − stanice mogu se diferencirati u Treg stanice u prisutnosti IL-10 i TGF-β i za interakciju s nezrelim DC. Nasuprot tome, diferencijacija Treg stanica je inhibirana kada zreli DC proizvodi IL-6.

Proizvodnja Treg stanica ključna je u prevenciji autoimunih bolesti i izbjegavanju dugotrajnih imunopatoloških procesa i alergija. Također su bitni za poticanje tolerancije na alogene transplantacije, kao i toleranciju fetusa tijekom trudnoće. Oni potiskuju aktivaciju, proliferaciju i efektorsku funkciju širokog spektra imunoloških stanica uključujući autoreaktivne CD4 ili CD8 T stanice koje izbjegavaju negativnu selekciju u timusu, NK stanicama, NKT, LB i APC. Kao dvosjekli mač, Treg stanice također potiskuju antitumorske odgovore, što pogoduje razvoju tumora (37).

Mehanizmi djelovanja Treg stanica prikazani su na slici 5. Ovi mehanizmi se mogu široko podijeliti na one koji ciljaju na T stanice (regulatorni citokini, potrošnja IL-2 i citoliza) i na one koji primarno ciljaju na APC (smanjena kostimulacija ili smanjena prezentacija antigena). Glavni mehanizmi pomoću kojih Treg stanice izvršavaju svoje funkcije uključuju (36, 38):

Slika 5

Mehanizmi djelovanja T regulatornih stanica. Kratice. TGFβ: Transformirajući faktor rasta beta, CTLA4: citotoksični antigen T-limfocita 4.


Odabir perifernih T-stanica

  • Središnja i periferna tolerancija javljaju se u tandemu, u slučaju da središnja tolerancija nije u potpunosti učinkovita djelomično zato što nisu svi autoantigeni izraženi u timusu
  • Nekoliko autoreaktivnih klonova nalazi se u perifernoj krvi zdravih ljudi, a neki limfociti ljudi bez MS-a reagiraju in vitro na MBP (cilj imunološkog odgovora u MS-u)
  • Autoreaktivni klonovi mogu se potencijalno aktivirati i razmnožavati na periferiji kada su pravilno stimulirani (npr. subakutni bakterijski endokarditis može dovesti do pojave samoreaktivnih klonova koji oštećuju bubrege)
  • Periferni mehanizmi tolerancije eliminiraju ili potiskuju autoreaktivne klonove koji pobjegnu na periferiju
  • Mehanizmi periferalne tolerancije T-stanica uključuju:
    • A. Klonsko brisanje
    • B. Neznanje
    • C. Anergija
    • D. Imunološka regulacija

    A. Klonalno brisanje

    • Najbolje proučavan mehanizam eliminacije aktiviranih klonova T-stanica je smrt stanica izazvana aktivacijom (SLIKA 2)
    • T-stanice aktivirane stanicama koje predstavljaju antigen izražavaju IL-2 i IL-2R za autokrino olakšavanje proliferacije
    • Aktivirane T-stanice također povećavaju ekspresiju receptora smrti (npr. Fas) i njihovih liganda
    • Ligacija Fas dovodi do apoptoze T-stanica putem kaspaznog puta, čime se prekida imunološki odgovor

    Slika 2. Shematski prikaz AICD-a. Nakon preuzimanja i obrade antigena od strane APC-a (1) i naknadne prezentacije obrađenog peptida CD4+ T stanici (2), dolazi do proizvodnje IL-2 i ekspresije IL-2R praćenog njihovim autokrinim vezanjem (3), što dovodi do Aktivacija T stanica. Aktivirane T stanice eksprimiraju Fas (4) i FasL (5) na svojim površinama ili kao topljivi s-FasL nakon cijepanja FasL-a povezanog s membranom (6). Interakcija Fas ili sa s-FasL (7) ili s FasL-om povezanim s membranom (8) dovodi do apoptoze (9) aktivacijom izazvanom staničnom smrću (AICD), čime se završava imunološki odgovor [Reproduciran uz dopuštenje Bellanti JA ( Ed). Imunologija IV: Kliničke primjene u zdravlju i bolestima. I Care Press, Bethesda, MD, 2012.].

    Mutacije u putevima klonske delecije

    • Miševi čije T-stanice ne eksprimiraju Fas, pokazuju proširenu populaciju limfocita u svojim sekundarnim limfoidnim organima, što dovodi do duboke limfadenopatije, značajne samoreaktivnosti (uključujući mnoga autoantitijela) i autoimunog oštećenja mnogih organa (uključujući bubrege)
    • rijetke ljudske bolesti, ALPE 1a i 1b, uzrokovani su sličnim mutacijama u Fas odnosno FasL, što također dovodi do limfadenopatije i autoantitijela
    • IL-2 utječe na Fas put i na kraju može dovesti do AICD-a povećanjem ekspresije FasL-a
    • IL-2 također pomaže u smanjenju imuniteta smanjenjem molekula za preživljavanje (npr. FLICE i FLIP) koje bi inače inhibirali AICD sprječavanjem sklapanja kompleksa Fas receptora smrti

    B. Neznanje

    • Iako periferno, T-stanice zdravih osoba mogu reagirati sa vlastitim antigenima in vitro, to se obično ne događa in vivo
    • Smatra se da T-stanice zanemaruju određene autoantigene jer se nalaze na imunološki privilegiranim mjestima ili zato što imaju nisku imunogenciju (niska razina ekspresije ili nizak afinitet vezanja)
    • Suosjećajanautoimuneoftalmija (Slučaj 38 in Bellanti JA (Ur.). Imunologija IV: Kliničke primjene u zdravlju i bolestima. I Care Press, Bethesda, MD, 2012. i povezane Studija slučaja &ndash Slučaj ozljede oka i smanjenog vida) &ndash teško upalno oštećenje oba oka &ndash je uzrokovano otpuštanjem izdvojenih očnih autoantigena u cirkulaciju, gdje oni na kraju mogu aktivirati periferne autoreaktivne imunološke stanice
    • imunološki sustav inače nije izložen okularnim antigenima, ali trauma jednog oka oslobađa autoantigene koji aktiviraju autoreaktivne imunološke stanice, što dovodi do teške granulomatozne upale oba oka

    C. Anergija

    • Ovo je glavni mehanizam koji inaktivira periferne autoreaktivne klonove T-stanica
    • Anergični klonovi T-stanica ne mogu odgovoriti na srodne antigene podražaje: ne proizvode IL-2 ili IL-2R
    • Više predloženih mehanizama objašnjava ovaj blok u aktivaciji T-stanica (SLIKA 3):
    • Poremećaj interakcije između T-staničnog ko-receptora CD28 i APC kostimulacijskih molekula CD80/86
    • Interakcija CTLA-4 s CD80/86, negativno regulira aktivaciju T-stanica
    • T-stanice koje pokazuju CD28 imaju tendenciju da se aktiviraju APC, dok T-stanice koje pokazuju CTLA-4 imaju tendenciju da postanu anergične
    • U fiziološkim uvjetima, T-stanice eksprimiraju CD28 pri početnom susretu s APC
    • Ubrzo nakon takve stimulacije, počinju pokazivati ​​CTLA-4, koji ima veći afinitet vezanja od CD28 za CD80/86 nego CD28
    • CTLA-4 nokaut miševi razvijaju duboku limfoproliferativnu bolest

    Slika 3. Kostimulacija je važna za aktivaciju T stanica. Panel A: Nakon aktivacije 80/86 na stanici koja predstavlja antigen daje drugi signal, što dovodi do aktivacije i proliferacije T stanica. Panel B: Poremećaj signala CD28/CD80/86 ili Panel C: Neuspjeh u ekspresiji CD 80/86 može dovesti do anergije. Panel D: U isto vrijeme, aktivirane T-stanice pojačavaju ekspresiju CTLA-4, molekule koja također djeluje s većim afinitetom prema CD80/86, što dovodi do poremećaja kostimulatornog signala i anergije. [Reproduciran uz dopuštenje Bellanti JA (Ed). Imunologija IV: Kliničke primjene u zdravlju i bolesti. I Care Press, Bethesda, MD, 2012.]

    Klinički značaj CTLA-4

    • Reumatoidni artritis je autoimuna bolest koja uglavnom zahvaća zglobove
    • CTLA-4 se koristi kao modifikator biološkog odgovora za liječenje ovih pacijenata, značajno smanjujući upalu zglobova
    • Fuzijski protein koji se sastoji od CTLA-4 i imunoglobulina (abatacept, belatacept) se klinički koristi u artritisu i nakon transplantacije
    • Također postoji interes za blokiranje CTLA-4 pomoću monoklonskih antitijela (npr. ipilimumab) za inhibiciju tolerancije tumora
    • Nedovoljna proizvodnja ključnih transkripcijskih aktivatora (npr. AP-1, NF-kB, NFAT-1) tijekom aktivacije T-stanica smanjuje proizvodnju IL-2
    • Supresori transkripcije (npr. CREM) također mogu smanjiti transkripcijsku aktivnost promotora gena IL-2, što dovodi do anergije T-stanica
    • Promjene na više razina regulacije (npr. aktivnost ključnih kinaza kao što je MAPK, ili stabilnost IL-2 mRNA) mogu doprinijeti smanjenoj proizvodnji IL-2 u anergičnim T-stanicama

    D. Imunološka regulacija

    • Imunološka regulacija postiže se djelovanjem Treg&rsquos
    • Tregovi su važni u održavanju periferne tolerancije
    • Kada se iscrpe kod miševa, nastaje autoimunost
    • Ljudski pacijent s genetskom Treg disfunkcijom razvija limfadenopatiju i upalne infiltrate koji se sastoje od autoreaktivnih T-stanica u više organa
    • Prirodni Treg dobiven iz timusa pokazuje anergična svojstva in vitro, ali također može potisnuti CD4+CD25-T-stanice in vivo, direktnim kontaktom stanica-stanica, ili izlučivanjem citokina (SLIKA 4)
    • Tijekom aktivne upale (npr. infekcije), Treg ne sprječava zaštitnu imunološku funkciju
    • Inducirani CD4+CD25+ Treg se također može aktivirati u perifernim limfoidnim organima (npr. TGF&beta) i potisnuti imunološki odgovor putem protuupalnih citokina (npr. TGF&beta) umjesto izravnog kontakta.

    Slika 4. Shematski prikaz dvaju mehanizama imunološke regulacije Treg stanicama. Panel A: CD4+CD25+ T stanice specifične za autoantigen mogu izravno potisnuti aktivaciju samoreaktivnih T stanica interakcijom stanica-stanica. Panel B: Protuupalni citokini kao što su IL-10 i TGF-β koje luče druge imunoregulacijske T stanice također mogu potisnuti imunološki odgovor. [Reproducirano uz dopuštenje Bellanti JA (Ed). Imunologija IV: Kliničke primjene u zdravlju i bolesti. I Care Press, Bethesda, MD, 2012.]

    TGFβ & Regulatorne stanice Other than Treg

    • TGF&beta u prisutnosti IL-6 (npr. iz aktiviranih makrofaga tijekom infekcije) i IL-23 također može dovesti do indukcije Th17, koji proizvodi IL-17
    • Th17 je povezan s antimikrobnim imunitetom, kao i s autoimunim/upalnim poremećajima
    • TGF&beta stoga može regulirati upalu putem Treg-a ili promovirati upalu putem Th17
    • CD1-restriktirane NKT stanice također su uključene u imunološku regulaciju, kao i CD8+ supresorske T-stanice
    • &gamma&deltaCD8+ T-stanice koje naseljavaju MALT najvjerojatnije su uključene u supresiju imunoloških odgovora iniciranih antigenom koji se isporučuje mukoznim putem
    • Nakon udisanja male količine antigena, takve CD8+ T-stanice se aktiviraju u submukoznim područjima kako bi postale supresorske stanice i migriraju u drenirajuće limfne čvorove kako bi potisnule imunološki odgovor putem proizvodnje IL-10 i TGF&beta
    • Gutanje veće količine antigena aktivira ne samo takve CD8+ supresore, već i Treg koji migriraju u područja upale kako bi smanjili imunološke odgovore vođene T
    • IFN&gamma tipa Th1 suprotstavlja se imunitetu tipa Th2, dok se IL-4 tipa Th2 suprotstavlja imunitetu tipa Th1
    • Regulatorne T-stanice i citokini također se koriste kao terapijski ciljani

    Tolerancija B-stanica

    • Tijekom normalnog razvoja B-stanica, skup procesa pomaže u induciranju središnje tolerancije B-stanica
    • Edukacija B-stanica i eliminacija samoreaktivnih klonova B-stanica donekle je drugačija od onog kod T-stanica
    • B-stanice su još nezrele kada se presele iz koštane srži u zonu T-stanica slezene
    • Autoreaktivne B-stanice nisu nužno eliminirane tijekom negativne selekcije u koštanoj srži
    • B-stanice koje prepoznaju autoantigene eliminiraju se apoptozom ili postaju anergične
    • Autoreaktivne B-stanice koje izbjegnu negativnu selekciju postaju dio maksimalno raznolikog imunološkog repertoara

    Periferna tolerancija B-stanica

    • Mehanizmi periferne tolerancije (u sekundarnim limfoidnim tkivima) postoje iz različitih razloga:
    • Nesavršena tolerancija T-stanica: u većini autoimunih bolesti, B-stanice su ovisne o T-stanicama, zahtijevaju pomoć prethodno aktiviranih srodnih autoreaktivnih T-stanica
    • T-nezavisne B-stanice mogu se aktivirati autoantigenima bez pomoći T-stanica
    • Mikrobni antigeni strukturno slični autoantigenima mogu navesti B-stanice da proizvode unakrsno reaktivna antitijela u fenomenu poznatom kao molekularna mimikrija
    • B-stanice hipermutiraju svoje receptore pri aktivaciji, tako da postoji druga mogućnost da postanu samoreaktivne

    Istraživanje tolerancije B-stanica

    • Mehanizmi tolerancije B-stanica istraženi su pomoću transgenih miševa (SLIKA 5)
    • U klasičnom eksperimentu, monotransgeni miševi koji eksprimiraju lizozim kokošjeg jajeta (nakon tolerancije putem izlaganja fetusu) uzgajaju se s monotransgenim miševima koji eksprimiraju anti-lizozim IgM i imaju receptore B-stanica sposobnih prepoznati lizozim
    • Dobiveni mišji hibridi proizvode lizozim, ali unatoč tome što B-stanice prepoznaju lizozim ne proizvode anti-lizozimska protutijela nakon imunizacije lizozimom
    • Ovo pokazuje da istovremena prisutnost lizozima i B-stanica reaktivnih na lizozim dovodi do anergenosti B-stanica
    • B-stanice iz hibridnog soja prenesene u ozračene miševe divljeg tipa doista su bile sposobne proizvesti anti-lizozimska protutijela
    • To dokazuje da je anergija bila povezana s kontinuiranom stimulacijom lizozimom, ali se mogla poništiti kada su B-stanice bile u domaćinu bez tolerirajućih učinaka lizozima

    Slika 5. Eksperimentalni model anergije B stanica. (1) Transgeni miš koji ekspresira lizozim kokošjeg jajeta (bijeli miš) križan je s mišem transgenim za proizvodnju B stanica specifične za lizozim (smeđi miš) kako bi se proizveo F1 hibrid (preplanuli miš) (2) dvostruko transgenični za proizvodnju lizozima ( 3) i proizvodnja anti-lizozimskih B stanica, ti dvostruki transgeni hibridi proizveli su lizozim, ali nisu proizveli anti-lizozimska protutijela. (4) B stanice ovih F1 miševa, iako nisu mogle reagirati na lizozim, kada su prebačene na ozračene miševe i imunizirane lizozimom (5) rezultirale su proizvodnjom anti-lizozimskog protutijela (Ab) (6). To dokazuje da su B stanice u miševima F1, iako su sposobne proizvoditi anti-lizozimska protutijela, ako su prebačene na drugog miša, bile funkcionalno anergirane u prisutnosti endogeno proizvedenog lizozima [reproducirano uz dopuštenje Bellanti JA (Ed). Imunologija IV: Kliničke primjene u zdravlju i bolestima. I Care Press, Bethesda, MD, 2012.].

    Regulatorne B stanice i tolerancija

    • Poznato je da B stanice proizvode antitijela. Zapravo, točnije, B stimulacija se događa u zametnim centrima limfnih čvorova i razvija se u plazma stanice koje luče antitijela uz pomoć T folikularnih stanica.
    • Ovo je dobro opisan put i postoji mnogo recenzija na tu temu
    • Ono što je manje poznato je regulatorna priroda B stanica i kako te stanice mogu igrati ulogu u regulaciji imuniteta, uz funkcije antitijela tih stanica.

    Regulatorne B-stanice

    • Regulatorne B-stanice (Breg) su podpopulacija B-stanica prisutna kod miševa i ljudi.
    • Važni su u održavanju imunološke homeostaze (npr. doprinose održavanju tolerancije i prevenciji nekontroliranih upala).
    • Međutim, oni također mogu lučiti imunoglobuline (osobito IgM).
    • Breg podrijetlo je nepotpuno shvaćeno, ali se mogu razviti iz B-stanica rubne zone, iz CD5 + prijelaznih ili pre-naïve B-stanica, ili iz ljudskog ekvivalenta B1 stanica.
    • Okidači za Breg razvoj uključuje upalu, prisutnost apoptotičkih stanica, tolerogeni DC (tolDC) izveden IFN&beta, TNF&alpha povezan s tumorom i interakciju s tolDC CD40 ili aktiviranom površinom T-stanica pomoćnika CD40L. Faktor aktivacije B-stanica (BAFF) i površinski CTLA-4 T-stanica također mogu igrati ulogu.
    • Ne postoji jednoznačna Breg identitet, vjerojatno zato što Breg su prolazni fenotip uz. Trenutačna najbolja definicija kod ljudi je CD19 + CD24 hi CD38 hi (ekvivalent prijelaznim B-stanicama), iako postoji heterogenost.
    • Razne Breg podskupovi uključuju:
      • Nezrele prijelazne (CD19 + CD24 hi CD38 hi ) B-stanice &ndash periferna podskupina B-stanica koja proizvodi najviše razine IL-10.
      • B10 stanice (uglavnom unutar CD19 + CD24 hi CD27 + populacije) &ndash rijetka cirkulirajuća subpopulacija povezana s memorijskim B-stanicama i karakterizirana proizvodnjom IL-10, kao i visokim proliferativnim kapacitetom pri aktivaciji, s regulatornim sposobnostima u potpunosti ovisnim o IL-10. Neki imaju autoreaktivne receptore B-stanica, i postoji interes za razjašnjavanje njihovog odnosa s ljudskim ekvivalentom B1 stanica.
      • GrB + (CD19 + CD38 + CD1d + IgM + CD147 + ) B-stanice &ndash induciran IL-21 izvedenim iz T-stanica i ekspresirajući IL-10, IDO i granzim B.
      • Br1 (CD25 hi CD71 hi CD73 lo) stanice &ndash luče alergen specifične tolerogene IgG4.
      • Plazmablasti (CD27 int CD38 hi ) &ndash također sposoban za izlučivanje IL-10
      • Cirkulirajući CD39 + CD73 + Breg &ndash ekspresne enzime koji pretvaraju proupalni ATP u adenozin.
      • iBreg (fenotip nedefiniran) &ndash induciran površinom T-stanica CTLA-4, ekspresnim TGF&beta i IDO.
      • Podskupine snižavaju urođene i adaptivne odgovore putem različitih molekularnih mehanizama, uključujući izlučivanje regulatornih citokina (npr. IL-10, TGF&beta), ekspresiju regulatornih enzima (npr. IDO) i izravan kontakt stanica-stanica (npr. prezentacija antigena zajedno sa ko- stimulacija CD80/86, CD40 ili citotoksičnost putem granzima B ili različitih članova obitelji TNF i TNF receptora (TNFR), kao što su Fas/FasL, TRAIL/DR5 i PDL1 i -2).
      • U mnogim slučajevima, supresija je ovisna o IL-10, ali IL-10 nije uvijek neophodan za Breg supresivna funkcija. Mnoštvo Breg supresivni mehanizmi znače da demonstracija supresivne sposobnosti ostaje zlatni standard za Breg
      • Rezultati Breg supresivni mehanizmi uključuju inhibiciju proliferacije T-stanica, supresiju proizvodnje Th1 i Th17 citokina (IFN&gamma, TNF&alpha, IL-17), obnavljanje ravnoteže Th1/Th2, promicanje lučenja IL-10 T-stanica, Treg indukcija, inhibicija dendritske stanice i funkcije makrofaga (npr. fagocitoza, prezentacija antigena, lučenje TNF-a, proizvodnja NO) i Breg površinski CD1d može olakšati aktivaciju iNKT stanica s regulatornim funkcijama.
      • Klinički Breg su uključeni u upalu, autoimunost (npr. životinjski modeli artritisa, multiple skleroze, dijabetesa tipa I, sistemskog eritematoznog lupusa (SLE)), alergije (npr. životinjski modeli kontaktne preosjetljivosti), raka i transplantacije. Breg čini se da imaju i ulogu promicanja tumora i inhibicije tumora.
      • Većina studija o Breg učinjeno je in vitro ili na mišjim modelima manje se zna o Breg funkcionira kod zdravih ljudi i ljudskih autoimunih bolesti. Iako autoimuni pacijenti pokazuju povećanu Breg frekvencija, Breg od SLE pacijenata imaju oslabljenu supresivnu aktivnost zbog defekta u proizvodnji IL-10

      Aloimunitet otočića na graft

      Strategije zamjene otočića

      Trenutna klinička strategija za nadoknadu izgubljene funkcije beta stanica je putem cijele gušterače ili transplantacije izoliranih otočića gušterače od genetski nepovezanih kadaveričnih darivatelja. Budući da su darivatelji ograničeni, trenutno se za transplantaciju razmatraju samo pacijenti s T1D koji nisu svjesni hipoglikemije. To je stvorilo veliki interes za metode stanične kulture za proizvodnju velikih količina stanica koje proizvode inzulin za transplantaciju. Nakon više od 10 godina razvoja, Meltonov laboratorij postao je prva skupina koja je razvila reproducibilan protokol za pretvorbu iPS-a u beta stanice koje proizvode inzulin (143), a ubrzo je slijedilo nekoliko drugih skupina (144�). Međutim, ove metode još nisu prikladne za proizvodnju velikih razmjera iPS-beta stanica specifičnih za pacijenta za transplantacijske studije budući da pojedincima treba nekoliko stotina tisuća pojedinačnih otočića gušterače. Nadalje, kritični ograničavajući čimbenik beta stanične linije ȁuniverzalnog donora” je uobičajeno prepoznavanje transplantata, opisano u nastavku. Osim toga, za razliku od transplantacije cijele gušterače ili izoliranih otočića, iPS-beta stanice ne nadomještaju izgubljenu funkciju alfa stanica. Dok se ti izazovi ne riješe, transplantacija od mrtvog darivatelja vjerojatno će ostati poželjan pristup u kombinaciji s imunosupresijom (147, 148). Nedavno kliničko ispitivanje faze III pokazalo je poboljšanu kontrolu glikemije u primatelja transplantiranih otočića slijedeći standardizirane protokole obrade na više mjesta (149, 150). Kako se razvijaju tretmani imunosupresije toksičnih za beta stanice, možemo očekivati ​​da će se funkcija transplantacije i dugoročno preživljavanje nastaviti poboljšavati. U nedostatku ovih tretmana, transplantirane beta stanice kod pacijenata s autoimunim primateljima bile bi podvrgnute najmanje dvije kategorije odgovora T stanica: (a) autoimunim (specifičnim za otočić) odgovorima T stanica (151, 152) i (b) konvencionalne anti-transplant-reaktivne T stanične odgovore. Međutim, trenutni tretmani imunosupresije ne promiču imunološku toleranciju kao što je gore opisano, moraju se nastaviti neograničeno nakon transplantacije i mogu učiniti primatelja presađenog ranjivim na rak i infektivne agense. Stoga su tretmani za poticanje tolerancije specifični za transplantaciju vrlo traženi cilj u području transplantacije otočića.

      Alternativa zamjeni izgubljene beta stanične mase bila bi stimulacija regeneracije beta stanica. Regeneracija beta stanica temelji se na pretpostavci da ako se autoreaktivne T stanice uklone ili inhibiraju, postojeće beta stanice mogu proliferirati, alfa stanice se mogu pretvoriti u beta stanice ili populacije matičnih stanica koje žive na otočićima mogu proliferirati i diferencirati u beta stanice. Do danas postoji malo eksperimentalnih dokaza koji podržavaju ove pretpostavke. Beta stanice su iznimno metabolički aktivne, kontinuirano proizvode sekretorne granule inzulina. Što je manje beta stanične mase dostupna za proizvodnju inzulina, to je veći metabolički stres na svakom pojedinom otočiću. Stoga bi sposobnost regeneracije beta stanica iz postojećih beta stanica mogla biti značajna prepreka. Druga teoretska mogućnost zamjene izgubljene beta stanične mase je promicanje trans-diferencijacije postojećih alfa stanica u beta stanice. Nedavni dokazi iz Kimovog laboratorija na Stanfordu sugeriraju da bi konverzija alfa stanica u beta stanice mogla biti izvediva (153). Međutim, čak i ako zamjena beta stanica, trans-diferencijacija alfa stanica ili regeneracija beta stanica uspiju, ove strategije ne rješavaju nedostatak u proizvodnji glukagona alfa stanica, što potiče nesvjesnost o hipoglikemiji, i kao takve ne predstavljaju potpuni tretman za ovaj život. -prijeteća komplikacija dijabetesa sama po sebi. Stoga će transplantacija cijelog otočića ostati klinički standard skrbi u odnosu na zamjenu beta stanica dok se ti problemi ne mogu u potpunosti riješiti.

      Istodobna autoimuna i aloimuna patogeneza

      Postoje dva odvojena puta imunološkog prepoznavanja koja vode do uništenja transplantiranih beta stanica kod autoimunog primatelja. Kao što je gore spomenuto, prva je autoimunost zbog T-stanica pamćenja specifičnih za antigen. Bez obzira na izvor beta stanica transplantiranih u osobu s T1D, autoimune T stanice ciljale bi stanice koje proizvode inzulin i moraju biti inhibirane ili uklonjene kako bi se olakšala dugotrajna funkcija transplantacije (154). Suprotno tome, autoreaktivno ciljanje T stanica transplantiranog bubrega kod dijabetičara se vjerojatno neće dogoditi, jer ne bi postojale već postojeće T-stanice specifične za bubreg (154). Aloimunitet je drugi glavni problem koji dovodi do uništenja transplantiranih beta stanica. Transplantacijski reaktivni ili aloreaktivni odgovori T stanica mogu ciljati na genetske razlike između darivatelja i primatelja transplantacije (155). Ova kategorija imunološkog odgovora javlja se na bilo koji transplantirani organ ili tkivo, kod svakog pojedinca, bez obzira na status autoimune bolesti (156). Važno je da se ti odgovori specifični za transplantaciju prvenstveno usredotočuju na molekulu HLA ljudske transplantacije ili MHC kod miša. HLA molekule su najpolimorfniji lokusi u ljudskom genomu, a svaki pojedinac izražava više alela i klase I i klase II HLA (154�). Sve genetske razlike u oba alela su potencijalni antigeni i mogu biti ciljane T-stanicama u primatelja transplantata. Razlike u HLA klasi I ciljane su CD8 T stanicama primatelja, a razlike u HLA klasi II ciljane su CD4 T stanicama primatelja (156). Ironično, genetska raznolikost u HLA potiče različite odgovore T stanica na isti patogen kod različitih pojedinaca, ali nažalost te genetske razlike također potiču jake T stanične odgovore na bilo koji transplantirani organ ili tkivo. U ovom odjeljku opisujemo prepoznavanje transplantata i aloimunitet odvojeno od autoimunosti.

      Prepoznavanje transplantata: izravni i neizravni putovi

      MHC (ili HLA) molekule dobivene od donora su najrašireniji antigen dobiven transplantacijom koji se vidi od strane imunološkog sustava primatelja transplantacije. T stanice primatelja transplantata mogu komunicirati s donorskim MHC molekulama na dva načina nazvana izravnim i neizravnim prepoznavanjem (157). Izravno prepoznavanje alore proizlazi iz interakcije T stanica s MHC donora (plus neki peptid napunjen u MHC), dok neizravno prepoznavanje alore proizlazi iz interakcije T stanica s MHC primatelja (plus peptid izveden iz donorskog MHC-a ili bilo kojeg drugog proteina dobivenog iz transplantata). Procjenjuje se da će 1�% CD8 T stanica ili CD4 T stanica spontano odgovoriti na alogeni MHC I ili MHC II, respektivno [pregledano u Ref. (158)]. Nasuprot tome, pretpostavljamo da je neizravna frekvencija prekursora čak i manja. U prilog ovoj hipotezi, nedavni dokazi pokazuju da je samo 10% aloreaktivnih CD4 T stanica u mišjem modelu odbacivanja srčanog alografta neizravno, dok je preostalih 90% izravno aloreaktivnih CD4 T stanica (159). Zbog veće učestalosti prekursora za izravno prepoznavanje alore nego za neizravno prepoznavanje [pregledano u Ref. (157)], čini se da protokoli za supresiju imuniteta drže izravnu aloreaktivnost pod kontrolom. Međutim, neizravno prepoznavanje, koje dovodi do stvaranja antitijela, reaktivnosti CD4 T stanica i aktivacije komplementa, nije u potpunosti inhibirano korištenjem trenutnih režima liječenja imunosupresije, što pokazuje taloženje komplementa i stvaranje antitijela u modelima kroničnog odbacivanja (160).

      Važno je da i CD4 i CD8 T stanice u primatelju mogu komunicirati s donorskim MHC bilo izravnim ili neizravnim putem. Učestalost i fiziološka važnost izravnog i neizravnog prepoznavanja alorije varira ovisno o prirodi presađenog organa ili tkiva. Za prepoznavanje alografta otočića, donor MHC klase I i izravna interakcija s CD8 T stanicama primatelja je događaj visoke frekvencije, jer sve stanice u transplantatu eksprimiraju MHC klase I. Budući da beta stanice ne eksprimiraju MHC klase II na početku (161), izravno prepoznavanje putem CD4 T stanica možda neće biti tako visoka frekvencija događaja. Međutim, nedavni dokazi upućuju na to da beta stanice mogu eksprimirati MHC klase II nakon infiltracije T stanica (161), što sugerira da izravne aloreaktivne CD4 T stanice mogu biti kritične za odgovore na alograft protiv otočića. Suprotno tome, neizravno prepoznavanje alore od strane CD8 T stanica mora se terapeutski riješiti kako bi se spriječilo odbacivanje alografta otočića (vidi dolje raspravu o terapiji blokadom CD154). Tablica ​ Tablica 2 2 sažima uloge izravnih i neizravnih CD4 i CD8 T stanica u odbacivanju alografta otočića u NOD mišjem modelu.

      Tablica 2

      Putovi prepoznavanja alografta otočića i vjerojatni igrači u odbacivanju u primatelja s autoimunim dijabetesom.

      Izravno ili neizravnoT staniceCiljUčestalost prekursora kod primateljaPreklopna ekspanzija nakon transplantacijeDovoljno za odbijanje?Potrebno za odbijanje?Referenca
      DirektnoCD4 T staniceDonor MHC II +  peptid izveden iz transplantata0,1�% u odnosu na MHC pojedinačnog donatora10�DaNe(162�)
      DirektnoCD8 T staniceDonor MHC I +  peptid izveden iz transplantata0,1�% u odnosu na MHC pojedinačnog donatora10�DaNe(162�)
      NeizravnoCD4 T staniceDonorski peptid napunjen u primatelju MHC IIManje od 1 na 1.000.000𾄀DaČini se vjerojatnim(162�)
      NeizravnoCD8 T stanicePeptid dobiven od donora napunjen u primatelju MHC IManje od 1 na 1.000.000𾄀DaČini se da nije(162�)

      Tolerancija alografta otočića kod neautoimunih dijabetičkih miševa

      Nažalost, transplantacije otočića podložne su recidivu autoimune bolesti i prepoznavanju alografta kod T1D miševa i ljudi. Kako bi uklonili autoimunost kao zbunjujuću varijablu iz studija tolerancije transplantacije otočića, nekoliko je laboratorija koristilo generator slobodnih radikala streptozotocin (STZ) (165�). STZ izaziva dijabetes zbog relativnog nedostatka enzima za čišćenje slobodnih radikala izraženih u beta stanicama gušterače u odnosu na druge tipove stanica (168). Nakon indukcije dijabetesa sa STZ, miševima se mogu presaditi alogene (MHC-različne) otočiće gušterače i liječiti kandidatskim terapijama koje potiču toleranciju na transplantaciju. U pokusima s neautoimunim dijabetičkim miševima, neliječeni primatelji služe kao kontrolne skupine za određivanje vremena do normalnog odbacivanja alografta.

      Višestruke različite opće imunosupresivne terapije testirane su na pretkliničkim modelima miševa i koriste se klinički (168). Te terapije mogu uključivati ​​anti-CD3, antitimocitni globulin, inhibitore kalcineurina, mTOR inhibitore, takrolimus ili mikofenolat mofetil (169). Zanimljivo je da jedan od protokola za poticanje tolerancije, koji je preokrenuo dijabetes, ECDI-spregnuti splenociti, također može promicati toleranciju alografta otočića kod neautoimunih miševa (170). Od posebnog interesa, monoklonska antitijela koja blokiraju kostimulaciju T stanica (ili signal 2) testirala su nekoliko skupina (165, 171). Na primjer, nekoliko skupina (165, 171) pokazalo je da kratkotrajna terapija monoklonskim antitijelima usmjerena protiv kostimulacijske molekule CD154 izražene T stanicama (CD40L) inducira dugotrajnu (𾄀 dana) toleranciju alografta otočića preko potpuni MHC neusklađeni parovi donor/primatelj (npr. BALB/c otočići presađeni u STZ tretirane B6 muške miševe). Ova tolerancija se nalazi u odjeljku CD4 T stanica i može se prenijeti s liječenih i tolerantnih miševa na naivne miševe (165). Kontroverzno je da li ova terapija inducira alo-specifične regulatorne T stanice de novo [predložili Ferrer i sur. (172)] ili inhibira reaktivnost naivnih aloreaktivnih CD8 T stanica kroz ubijanje posredovano NK stanicama (173), ili ako su ti učinci istovremeni. Osim toga, kombinacija anti-CD154 protutijela s drugim terapijama bila je vrlo učinkovita, posebno blokadom LFA-1. LFA-1 (CD11a) je adhezijska molekula izražena na većini leukocita, posebno na neutrofilima, makrofagima i aktiviranim T stanicama. Čini se da inhibicija LFA-1 odgađa i/ili sprječava odbacivanje alografta otočića kao pojedinačne terapije. Slično toleranciji na transplantaciju izazvanu anti-CD154, ujednačena (100% miševa), dugotrajna (𾄀�na) tolerancija izazvana kombiniranom terapijom blokade LFA-1 i blokade CD154 nalazila se u odjeljku CD4 T stanica i bio serijski prenosiv na višestruke primatelje alografta otočića (165). Ukratko, STZ-inducirani dijabetes predstavlja koristan, neautoimuni modelni sustav za testiranje terapija koje pospješuju toleranciju alografta otočića. Međutim, krajnji cilj je potaknuti toleranciju otočića kod autoimunih primatelja, kao što je NOD miš.

      U studijama transplantacije otočića, “indirect” (restriktirane s MHC-om primatelja) aloreaktivne CD4 T stanice ključni su počinitelji odbacivanja alografta otočića (174). Kao takvi, pretpostavljamo da bi ko-prijenos Treg-ova specifičnih za antigen otočića u vrijeme transplantacije otočića inhibirao aloreaktivne odgovore T stanica. Doista, imunološka tolerancija na alotransplantate otočića koji predstavljaju antigen predstavljaju u neautoimunih miševa zahtijeva CD4 T stanice kod miševa primatelja transplantacije (175). Alternativni pristup je promicanje ekspresije liganda receptora inhibitora T stanica na beta stanicama prije transplantacije (Slika ​ (Slika 1). 1). Jedan primjer ovog pristupa je ekspresija Fas liganda beta stanicama, koja u kombinaciji s imunosupresivnim lijekom rapamicinom stvara Tregs kod miševa primatelja (176). Drugi primjer ovog pristupa je nedavno izvješće koje je pokazalo da pojačana ekspresija PD-L1 i CTLA4 intrinzične beta stanice značajno odgađa odbacivanje alografta otočića kod NOD miševa (177). Zaključno, pokreće li autoimunost ili aloimunitet odbacivanje transplantata otočića, generiranje ili prihvaćanje prijenosa Tregova ili prenaoružavanje transplantiranih beta stanica koinhibicijskim molekulama predstavljaju dvije različite strategije za zaštitu beta stanica.

      Potencijalna uloga regulatornih CD4 T stanica u autoimunom primatelju alografta otočića

      Važno je da regulatorne CD4 Foxp3 + T stanice angažiraju peptide kroz neizravni put prepoznavanja antigena. Stoga su terapije koje promiču razvoj Tregova specifičnih za transplantaciju vrlo poželjne. Jedan dugoročni cilj polja transplantacije otočića i autoimunosti je ili iscrpiti “indirect” autoreaktivne CD4 T stanice ili ponovno obrazovati te CD4 T stanice da postanu Foxp3 + regulatorne CD4 T stanice, istovremeno stvarajući dodatne “indirect&# x0201d Tregs specifični za antigene izvedene iz transplantata. Na temelju gore navedenih razmatranja za ekspresiju beta stanica MHC II u upaljenom primatelju transplantata, pretpostavljamo da bi regulatorne CD4 T stanice specifične za donorski MHC II produžile preživljavanje alografta otočića. Osim toga, pretpostavljamo da bi konvencionalne samoreaktivne i “indirect” CD4 T stanice, koje prepoznaju autoantigene putem molekule MHC klase II primatelja transplantata, produžile preživljavanje presatka. U kombinaciji, nagađamo da bi adoptivni prijenos i autoantigen-specifičnih “indirect” Tregova kao i transplantiranih MHC II-specifičnih 𠇍irect” Tregova bio sinergiziran kako bi značajno produžio preživljavanje alografta otočića u autoimunih primatelja.

      Neuspjeh tolerancije transplantacije otočića u mišu NOD

      Laboratoriji u Centru Barbara Davis (31), Vanderbiltu (178), Harvardu (179), Sveučilištu Massachusetts (180), Sveučilištu Sjeverne Karoline (181), Sveučilištu Miami (182) i St. Vincent& #x02019s Institut u Melbourneu (78) koristio je NOD miša kao modelni sustav za proučavanje recidiva autoimune bolesti (odbacivanje pozadinskih otočića NOD) ili odbacivanje alografta otočića (odbacivanje otočića od genetski nepovezanih sojeva donora, uključujući B6, C3H). Zbog statusa autoimune bolesti, dijabetičar NOD ženski primatelj transplantiranih otočića je težak, ali klinički relevantan model za testiranje terapija koje potiču toleranciju na transplantaciju otočića. Nekoliko studija pokazalo je potrebu za CD4 T stanicama i CD8 T stanicama u recidivu dijabetesa u NOD miševa (183, 184). Manje podataka dostupno je u scenariju alografta otočića kod NOD miševa.Zbog velikog broja otočića gušterače koji su potrebni za preokretanje hiperglikemije i brzog odbacivanja transplantata posredovanog T stanicama, ženke NOD miševa dijabetičara ne koriste se često za testiranje terapija koje potiču toleranciju na transplantaciju.

      NOD miš je iznimno strog model za testiranje terapija koje potiču toleranciju na transplantaciju. Postoji vrlo malo primjera dugotrajne tolerancije na transplantaciju kod NOD miševa. Konkretno, kombinacija CD154 i LFA-1 u miševa B6 rezultirala je dugotrajnom tolerancijom (180, 185). Kontroverzno je je li ova strogost rezultat rezistencije na terapijsku intervenciju u odjeljku T stanica autoimunih primarnih/memorijskih T stanica, aloreaktivnog odgovora T stanica u NOD miševa ili oboje. Mišji modeli i ljudska klinička izvješća sugeriraju da su autoimune T stanice manje osjetljive na konvencionalnu imunosupresiju (151, 185). Dodatno i paralelno, podaci s NOD miševa potvrđuju postojanje ubrzanog i na terapiju otpornog anti-alograft T-staničnog odgovora (162). Dodatne studije na štakoru Bio Breeder nadalje sugerirale su da su autoimune T stanice jako nepropusne na terapiju koja potiče toleranciju u ovom životinjskom modelu T1D, dok se anti-alotransplantirani odgovor može učiniti tolerantnim (186�). Ove razlike između modela i nedostatak peptid-MHC II reagensa za odvojeno praćenje autoreaktivnih i aloreaktivnih CD4 T stanica u istom mišu primatelju transplantacije, dovode do nedostatka konsenzusa na terenu i nepotpunog razumijevanja auto- i alo- Tolerancija T stanica, osobito kada se oba imunološka odgovora javljaju istovremeno.

      Dok globalni imunosupresivni tretmani promiču preživljavanje transplantiranih beta stanica [s izuzetkom inhibitora kalcineurina, koji su toksični za beta stanice (190)], teško je protumačiti učinke imunomodulatornih terapija na specifične populacije T stanica. Klinički, kod autoimunog primatelja otočića gušterače postoje barem dva istodobna imunološka odgovora. Kao takav, glavni ograničavajući čimbenik u ovoj analizi je kvaliteta i dostupnost reagensa za pouzdano i odvojeno praćenje autoreaktivnih i aloreaktivnih odgovora T stanica u ljudskih pacijenata. Nedostatak provjerenih reagensa za longitudinalno praćenje ovih odgovora u kliničkim uzorcima predstavlja veliki izazov za tumačenje terapijskih učinaka na rekurentnu autoimunost u odnosu na odgovore na anti-alotransplantat. Nedostatak reagensa za odvojenu procjenu ove dvije kategorije odgovora T stanica u NOD miša sprječava razvoj reagensa koji bi prvenstveno utjecali na bilo koju kategoriju odgovora T stanica u pretkliničkom ili kliničkom okruženju.


      Rezultati

      Miševi kojima nedostaje negativna selekcija ovisno o ekspresiji MHC klase II, ali ne i o ekspresiji MHC klase I, razvijaju autoimuni GVHD

      Kako bismo testirali hipotezu da poremećena negativna selekcija timusa može izazvati autoimunu bolest, stvorili smo BM himere u kojima su MHC molekule eksprimirane na radiorezistentnom epitelu timusa koji podržava pozitivnu selekciju, ali ne i na radioosjetljivim hematopoetskim elementima odgovornim za negativnu selekciju. Pokazalo se da je negativna selekcija CD4 + T stanica poremećena u [II – / – → wt] himerama, dok [wt → II – / – ] kimerama nedostaje pozitivna selekcija CD4 + T stanica. 12,27 Slično, negativna selekcija CD8 + T stanica je poremećena u [β2m – / – → wt] himerama. 27 Protočna citometrijska analiza DC-a timusa 4 tjedna nakon singene BMT-a bilo od II – / – ili β2m – / – donora potvrdila je zamjenu DC-a timusa domaćina DC-ovima izvedenim od donora: DC-ovi timusa iz [II – / – → wt] himera su učinili ne izražavaju MHC klasu II, dok više od 98% DC-a izoliranih iz [β2m – / – → wt] kimera nije eksprimiralo MHC klasu I, kao što je prethodno prikazano. 27 Analiza timusa 10 tjedana nakon BMT-a pokazala je pojavu CD4 jednostruko pozitivnih (SP) timocita i CD8 SP timocita u [wt → wt] himerama usporedivim s naivnim wt miševima (Tablica 1), pokazujući očuvanje učinkovite pozitivne selekcije od strane timus nakon 13 Gy TBI, kao što je prethodno prikazano za 10 Gy TBI. 27 4 tjedna nakon BMT-a, [II – / – → wt] himere su razvile gubitak težine, ljuštenje kože, pogrbljeno držanje i smanjenu aktivnost. Ova konstelacija znakova bila je prilično slična akutnom GVHD-u viđenom nakon alogene BMT. 35 Procjena ovih miševa s kliničkim GVHD sustavom bodovanja 35 pokazala je brz i trajan porast [II – / – → wt] himera počevši 4 tjedna nakon BMT (Slika 1A). Rezultati su bili blago povišeni u svih miševa 1 tjedan nakon BMT-a zbog toksičnosti zračenja, ali su se vratili na početnu vrijednost 2 tjedna nakon BMT-a i nakon toga ostali unutar normalnog raspona u [wt → wt] i [wt → II – / –] himerama. Ova se sistemska bolest pokazala smrtonosnom u većine životinja, tako da je samo 40% preživjelo 130. dana nakon BMT-a (slika 1B, P < .005).

      Razvoj višestruke ozljede organa u [II –/– → wt] himera

      . Naivni wt . [težina → težina] . [II -/- → wt] . [β2m -/- → wt] .
      Patološki rezultati n = 6 n = 15 n = 14 n = 3
      Jetra
      Portalni trakti 0.5 ± 0.3 0.3 ± 0.2 4.9 ± 0.6* 0.0 ± 0.0
      Žučni kanali 0.0 ± 0.0 0.0 ± 0.0 2.6 ± 0.5* 0.0 ± 0.0
      Plovila 0.2 ± 0.2 0.1 ± 0.1 1.4 ± 0.3† 0.0 ± 0.0
      Hepatociti 1.2 ± 0.6 1.0 ± 0.2 3.4 ± 0.4* 0.0 ± 0.0
      Ukupno 1.8 ± 0.6 1.3 ± 0.2 12.6 ± 1.5* 0.0 ± 0.0
      Tanko crijevo
      Arhitektura 1.1 ± 0.5 1.1 ± 0.3 2.6 ± 0.2* 0.0 ± 0.0
      Epitel 1.3 ± 0.5 1.5 ± 0.4 3.1 ± 0.2† 0.0 ± 0.0
      Ukupno 2.5 ± 1.0 2.5 ± 0.6 5.8 ± 0.3* 0.0 ± 0.0
      Debelo crijevo
      Arhitektura 1.0 ± 0.0 0.5 ± 0.2 1.7 ± 0.3† 0.0 ± 0.0
      Epitel 1.5 ± 0.5 0.7 ± 0.2 2.9 ± 0.2* 0.0 ± 0.0
      Ukupno 2.3 ± 0.8 1.2 ± 0.4 4.6 ± 0.4* 0.0 ± 0.0
      Koža 0.0 ± 0.0 0.0 ± 0.0 1.3 ± 0.2* 0.0 ± 0.0
      Imunološka rekonstitucija n = 3 n = 4 n = 4 ND
      Timus, stanice × 10 6
      Ukupni timociti 82 ± 5 62 ± 13 1 ± 2 ND
      CD4 SP stanice 11 ± 1 8 ± 2 0 ± 0 ND
      CD8 SP stanice 2 ± 1 2 ± 1 0 ± 0 ND
      Slezena, stanice × 10 6
      CD4 + T stanice 21 ± 2 18 ± 2 8 ± 4† ND
      CD8 + T stanice 9 ± 1 6 ± 1 3 ± 1† ND
      B220 + stanice 43 ± 3 55 ± 5.8 22 ± 8.6† ND
      . Naivni wt . [težina → težina] . [II -/- → wt] . [β2m -/- → wt] .
      Patološki rezultati n = 6 n = 15 n = 14 n = 3
      Jetra
      Portalni trakti 0.5 ± 0.3 0.3 ± 0.2 4.9 ± 0.6* 0.0 ± 0.0
      Žučni kanali 0.0 ± 0.0 0.0 ± 0.0 2.6 ± 0.5* 0.0 ± 0.0
      Plovila 0.2 ± 0.2 0.1 ± 0.1 1.4 ± 0.3† 0.0 ± 0.0
      Hepatociti 1.2 ± 0.6 1.0 ± 0.2 3.4 ± 0.4* 0.0 ± 0.0
      Ukupno 1.8 ± 0.6 1.3 ± 0.2 12.6 ± 1.5* 0.0 ± 0.0
      Tanko crijevo
      Arhitektura 1.1 ± 0.5 1.1 ± 0.3 2.6 ± 0.2* 0.0 ± 0.0
      Epitel 1.3 ± 0.5 1.5 ± 0.4 3.1 ± 0.2† 0.0 ± 0.0
      Ukupno 2.5 ± 1.0 2.5 ± 0.6 5.8 ± 0.3* 0.0 ± 0.0
      Debelo crijevo
      Arhitektura 1.0 ± 0.0 0.5 ± 0.2 1.7 ± 0.3† 0.0 ± 0.0
      Epitel 1.5 ± 0.5 0.7 ± 0.2 2.9 ± 0.2* 0.0 ± 0.0
      Ukupno 2.3 ± 0.8 1.2 ± 0.4 4.6 ± 0.4* 0.0 ± 0.0
      Koža 0.0 ± 0.0 0.0 ± 0.0 1.3 ± 0.2* 0.0 ± 0.0
      Imunološka rekonstitucija n = 3 n = 4 n = 4 ND
      Timus, stanice × 10 6
      Ukupni timociti 82 ± 5 62 ± 13 1 ± 2 ND
      CD4 SP stanice 11 ± 1 8 ± 2 0 ± 0 ND
      CD8 SP stanice 2 ± 1 2 ± 1 0 ± 0 ND
      Slezena, stanice × 10 6
      CD4 + T stanice 21 ± 2 18 ± 2 8 ± 4† ND
      CD8 + T stanice 9 ± 1 6 ± 1 3 ± 1† ND
      B220 + stanice 43 ± 3 55 ± 5.8 22 ± 8.6† ND

      Opseg GVHD-a procijenjen je 10 tjedana nakon BMT-a. Jetra, tanko crijevo, debelo crijevo i koža analizirani su pomoću histopatološkog sustava bodovanja opisanog u “Materijali i metode”. Timus i slezena fenotipizirani su protočnom citometrijskom analizom. II -/- miševi imaju normalan broj DP stanica u timusu i CD8 + i B220 + stanica u slezeni. 43 Podaci su izraženi kao srednja vrijednost ± SE. SP označava jednostruko pozitivno ND, nije učinjeno i DP, dvostruko pozitivno.

      [II – / – → wt] himerni miševi razvijaju sistemsku i smrtonosnu autoimunu bolest. Wt ili II – /– miševi su smrtonosno ozračeni i primili su transplantacije od wt ili II –/– B6 donora. (A) Praćeni su klinički GVHD rezultati 35 i (B) preživljenja nakon BMT. [wt → wt], n = 38 [wt → II – /– ], n = 29 i [II – /– → wt], n = 35. Rezultati iz 3 slična eksperimenta su kombinirani i srednja vrijednost ± SE kliničkih rezultata je prikazano. *P < .001, ** P < .005.

      [II – / – → wt] himerni miševi razvijaju sistemsku i smrtonosnu autoimunu bolest. Wt ili II – /– miševi su smrtonosno ozračeni i primili su transplantaciju od wt ili II –/– B6 donora. (A) Praćeni su klinički GVHD rezultati 35 i (B) preživljenja nakon BMT. [wt → wt], n = 38 [wt → II – /– ], n = 29 i [II – /– → wt], n = 35. Rezultati iz 3 slična eksperimenta su kombinirani i srednja vrijednost ± SE kliničkih rezultata je prikazano. *P < .001, ** P < .005.

      Histološki pregled jetre, kože te tankog i debelog crijeva 10 tjedana nakon BMT pokazao je standardne patološke značajke akutne GVHD u [II – / – → wt] himerama (Tablica 1). GVHD je bio težak u jetri, pokazujući karakteristično oštećenje akutnog GVHD-a u portalnim traktovima, žučnim kanalima, vaskulaturi i parenhima. 44 Portalni trakt proširen je gustim infiltratima mononuklearnih stanica i nekrotičnim hepatocitima (slika 2A), stvarajući sliku nalik hepatitisu koju karakteriziraju acidofilna tijela. Mononuklearne stanice infiltrirane su u epitel žučnih kanala, uzrokujući nuklearni pleomorfizam, višeslojnost, piknozu i endotelitis (slika 2B). GVHD je također bio u koži s infiltracijom mononuklearnih stanica dermisa (slika 2C), te u crijevu s atrofijom resica, apoptozom stanica kripte i limfocitnim infiltratom (slika 2D). Imunodeficijencija, još jedna kardinalna značajka GVHD-a nakon alogene BMT, 45 bila je prisutna s dubokim smanjenjem broja dvostruko pozitivnih (DP) timocita, CD4 + T, CD8 + T i B stanica slezene (Tablica 1).

      Histološka analiza [II – / – → wt] himernih miševa otkriva sistemski GVHD. Histološka analiza [II – /– → wt] himera 10 tjedana nakon BMT pokazala je periportalne mononuklearne infiltrate (A) i endotelijalitis (B, strelica) u jetri, dermalne mononuklearne infiltrate u koži (C) i apoptozu stanica kripte u maloj crijevo (D, strelica). Izvorno povećanje × 200 (A, C, D) i × 400 (B).

      Histološka analiza [II – / – → wt] himernih miševa otkriva sistemski GVHD. Histološka analiza [II – /– → wt] himera 10 tjedana nakon BMT pokazala je periportalne mononuklearne infiltrate (A) i endotelijalitis (B, strelica) u jetri, dermalne mononuklearne infiltrate u koži (C) i apoptozu stanica kripte u maloj crijevo (D, strelica). Izvorno povećanje × 200 (A, C, D) i × 400 (B).

      Zatim smo istražili može li slična odsutnost ekspresije MHC klase I na stanicama koje predstavljaju antigen timusa (APC) također uzrokovati GVHD. Za razliku od [II – / – → wt] himere, [β2m – / – → wt] himere nisu pokazale nikakve kliničke znakove GVHD-a i 95% ovih miševa je preživjelo 140. dan nakon BMT (slika 3). Analiza jetre, crijeva i kože 10 tjedana nakon BMT-a nije pokazala histološke dokaze GVHD-a (Tablica 1).

      [β2m – / – → wt] himerni miševi ne razvijaju autoimune bolesti. Wt miševi su smrtonosno ozračeni i dobili su transplantacije od wt ili β2m – / – B6 donora. Klinički GVHD rezultati (A) i preživljavanje (B) nakon BMT praćeni su u [wt → wt], n = 32 i [β2m – /– → wt], n = 56. Rezultati iz 3 slična eksperimenta su kombinirani i srednji ± SE prikazan je klinički rezultat.

      [β2m – / – → wt] himerni miševi ne razvijaju autoimune bolesti. Wt miševi su smrtonosno ozračeni i dobili su transplantacije od wt ili β2m – / – B6 donora. Klinički GVHD rezultati (A) i preživljavanje (B) nakon BMT praćeni su u [wt → wt], n = 32 i [β2m – /– → wt], n = 56. Rezultati iz 3 slična eksperimenta su kombinirani i srednji ± SE prikazan je klinički rezultat.

      Za razvoj autoimunog GVHD-a potreban je intaktni timus

      Kako bi se potvrdila uzročna uloga timusa u razvoju GVHD, wt miševi su timektomizirani prije BMT-a i podvrgnuti transplantaciji kao gore. Kontrolne [II – / – → wt] himere razvile su tešku, smrtonosnu GVHD sa samo 40% preživljenja 60. dana nakon BMT-a, dok su sve timektomizirane [II – / – → wt] himere preživjele ovo razdoblje (Slika 4A) bez ikakvih dokaza GVHD-a prema kliničkim GVHD ocjenama (slika 4B) i histološkim ocjenama jetre i crijeva (slika 4C). Tako smo potvrdili uzročnu povezanost timusa s razvojem autoimunog GVHD-a.

      Timektomija primatelja BM transplantata sprječava razvoj GVHD-a. (A-C) Wt miševi su timektomizirani (Tx) i primili su transplantaciju TCD BM od II – / – donora nakon 13 Gy TBI. Preživljenje (A) i klinički GVHD rezultati (B) prikazani su nakon BMT (n = 5-9/skupini). (C) Patološki rezultati jetre i crijeva 7 tjedana nakon BMT (n = 3/skupini). Prikazana je srednja vrijednost ± SE. *P < .01, **P < .05.

      Timektomija primatelja BM transplantata sprječava razvoj GVHD-a. (A-C) Wt miševi su timektomizirani (Tx) i primili su transplantaciju TCD BM od II – / – donora nakon 13 Gy TBI. Preživljenje (A) i klinički GVHD rezultati (B) prikazani su nakon BMT (n = 5-9/skupini). (C) Patološki rezultati jetre i crijeva 7 tjedana nakon BMT (n = 3/skupini). Prikazana je srednja vrijednost ± SE. *P < .01, **P < .05.

      Autoreaktivne CD4 + T stanice daju GVHD sekundarnim domaćinima kada se eliminiraju periferni regulatorni mehanizmi

      Zatim smo istražili patogenu ulogu CD4 + T stanica u ovom procesu bolesti. CD4 + T stanice koje su izolirane 8 tjedana nakon BMT iz slezene [II – / – → wt] kimera proliferirale su i proizvele IL-2 i IFN-γ kao odgovor na B6 (samo) stimulatore in vitro, dok su CD4 + T stanice izolirane od [wt → wt] himere nisu (tablica 2). [II – / – → wt] CD4 + T stanice pokazale su fenotip aktivacije/pamćenja sa smanjenjem ekspresije CD62L i CD45RB u usporedbi s [wt → wt] CD4 + T stanicama (CD62L +, 11% naspram 66% CD45RB +, 60 % vs 90%), odnosno, potvrđujući pojavu aktiviranih, autoreaktivnih CD4 + Th1 stanica u odsutnosti negativne selekcije timusa.

      Razvoj autoreaktivnih CD4 + T stanica u [II –/– → wt] himerama

      Miševi . Stimulacija s B6-PC . Proliferacija, cpm . IFN-γ, pg/mL. IL-2, pg/mL.
      masa B6
      - 538 ± 34 UD UD
      + 860 ± 164 UD UD
      [težina → težina]
      - 916 ± 24 UD UD
      + 780 ± 157 UD UD
      [wt → II -/- ]
      - 733 ± 237 UD UD
      + 535 ± 181 UD UD
      [II -/- → wt]
      - 949 ± 54 UD UD
      + 5640 ± 459 698 ± 22 64.1 ± 9.5
      Miševi . Stimulacija s B6-PC . Proliferacija, cpm . IFN-γ, pg/mL. IL-2, pg/mL.
      masa B6
      - 538 ± 34 UD UD
      + 860 ± 164 UD UD
      [težina → težina]
      - 916 ± 24 UD UD
      + 780 ± 157 UD UD
      [wt → II -/- ]
      - 733 ± 237 UD UD
      + 535 ± 181 UD UD
      [II -/- → wt]
      - 949 ± 54 UD UD
      + 5640 ± 459 698 ± 22 64.1 ± 9.5

      CD4 + T stanice izolirane su iz slezene (3 slezene/skupina) 8 tjedana nakon BMT-a i stimulirane su na 2 × 10 5 stanica/jažici ozračenim (20 Gy) peritonealnim stanicama (1 × 10 5/jamici) iz B6 miševa (B6 -PC). Nakon 3 dana kulture, supernatanti su sakupljeni za mjerenje citokina i određena je proliferacija stanica nakon pulsiranja s [3H]timidinom tijekom dodatnih 16 sati. Podaci predstavljaju srednju vrijednost ± SD. UD označava da se ne može otkriti.

      Kako bi se utvrdilo prenosi li [II – / – → wt] CD4 + T stanice bolest na sekundarne domaćine, CD4 + T stanice izolirane iz slezene [II – / – → wt] himera su usvojeno prenesene na sekundarne singene primatelje wt. Prijenos 1 × 10 7 [II – / – → wt] CD4 + T stanica u neozračene wt B6 miševe nije doveo do kliničke bolesti (slika 5A). Stoga smo pretpostavili da neozračeni primatelji nisu razvili bolest nakon prijenosa autoreaktivnih CD4 + T stanica jer (a) CD4 + T stanice su potisnute perifernim regulatornim stanicama i/ili (b) odsutnost proupalnog miljea u neozračenim sekundarnim domaćinima nije održavaju aktivaciju CD4 + T stanica. Za testiranje ove hipoteze, wt B6 miševi su subletalno ozračeni (6,5 Gy), a zatim im je ubrizgano 1 × 10 7 CD4 + T stanica izoliranih ili iz [wt → wt] ili [II – / – → wt] himera. Primatelji [II – / – → wt] CD4 + T stanica razvili su smrtonosni GVHD, a samo 17% ih je preživjelo 5 tjedana nakon prijenosa (slika 5A). Ovi miševi su pokazali značajno povišene kliničke rezultate GVHD-a (4,5 ± 1,0, P < .01) i pokazala je patologiju jetre i crijeva sličnu izvornim [II – / – → wt] himerama (slika 5B). Protočna citometrijska analiza slezene 6 tjedana nakon adaptivnog prijenosa [II – / – → wt] CD4 + T stanica (CD45.2 + ) u ozračene kongene miševe B6.Ly-5a (CD45.1 + ) potvrdila je ekspanziju donora -izvedene CD45.2 + CD4 + T stanice (79 ± 3%).

      Autoreaktivne CD4 + T stanice koje izbjegnu negativnu selekciju timusa uzrokuju GVHD samo kada se eliminiraju periferni regulatorni mehanizmi T stanica. 10 tjedana nakon BMT-a, CD4 + T stanice slezene (1 × 10 7 ) izolirane iz [wt → wt] i [II – /– → wt] himera ubrizgane su bilo ozračenim (6,5 Gy) ili neozračenim miševima (n = 5 ili 6 po grupi). Prikazani su preživljenje nakon prijenosa (A) i patološki rezultati jetre te tankog i debelog crijeva 6 tjedana nakon prijenosa (B) (n = 3 po skupini). Rezultati iz 2 slična eksperimenta su kombinirani i predstavljaju srednju vrijednost ± SE. Preživljavanje (C) i klinički rezultat (D) nakon adaptivnog prijenosa CD4 + T stanica iz [II – /– → wt] himera u smrtonosno ozračene wt miševe sa ili bez kotransfera CD4 – CD8 – stanica slezene (ne-T stanice, 2 × 10 7 ), CD4 + T stanica (1 × 10 7 ), 1 × 10 7 CD8 + T stanica (1 × 10 7 ), ili CD4 + plus CD8 + T stanice slezene (2 × 10 7 ) izolirane od naivnih wt miševa. (E) DP timociti su pobrojani 5 tjedana nakon prijenosa. UD označava da se ne može otkriti. *P < .05.

      Autoreaktivne CD4 + T stanice koje izbjegnu negativnu selekciju timusa uzrokuju GVHD samo kada se eliminiraju periferni regulatorni mehanizmi T stanica. 10 tjedana nakon BMT-a, CD4 + T stanice slezene (1 × 10 7 ) izolirane iz [wt → wt] i [II – /– → wt] himera ubrizgane su ili ozračenim (6,5 Gy) ili neozračenim miševima (n = 5 ili 6 po grupi).Prikazani su preživljenje nakon prijenosa (A) i patološki rezultati jetre te tankog i debelog crijeva 6 tjedana nakon prijenosa (B) (n = 3 po skupini). Rezultati iz 2 slična eksperimenta su kombinirani i predstavljaju srednju vrijednost ± SE. Preživljavanje (C) i klinički rezultat (D) nakon adaptivnog prijenosa CD4 + T stanica iz [II – /– → wt] himera u smrtonosno ozračene wt miševe sa ili bez kotransfera CD4 – CD8 – stanica slezene (ne-T stanice, 2 × 10 7 ), CD4 + T stanica (1 × 10 7 ), 1 × 10 7 CD8 + T stanica (1 × 10 7 ), ili CD4 + plus CD8 + T stanice slezene (2 × 10 7 ) izolirane od naivnih wt miševa. (E) DP timociti su pobrojani 5 tjedana nakon prijenosa. UD označava da se ne može otkriti. *P < .05.

      Zatim smo testirali mogu li normalne T stanice u mirovanju potisnuti patologiju autoreaktivnih CD4 + T stanica. Prijenos [II – / – → wt] CD4 + T stanica (1 × 10 7 ) s TCD BM (5 × 10 6 ) s wt miševa u smrtonosno ozračene wt miševe s GVHD. Međutim, kotransfer CD4 + i CD8 + T stanica s wt miševa u potpunosti je spriječio razvoj GVHD-a, dok ga koprijenos ne-T stanica ili CD4 + ili CD8 + T stanica sam nije spriječio (Slika 5C-D). Kotransfer CD4 + i CD8 + T stanica potpuno je spriječio oštećenje timusa povezano s GVHD-om mjereno brojem DP timocita (slika 5E). Ovi rezultati pokazuju da autoreaktivne CD4 + T stanice koje izbjegnu negativnu selekciju u timusu postaju patogene kada se periferne T stanice eliminiraju zračenjem.

      CD4 + efektorske T stanice liziraju ciljne stanice prvenstveno Fas ligandom i citokinima. 46 Razine TNF-α u serumu (46 ± 11 pg/mL) i IL-1 (20 ± 3 pg/mL) bile su povišene u [II – / – → wt] himerama, ali ne i u kontrolama. Stoga, kako bismo odredili funkcionalnu važnost ovih proupalnih citokina, neutralizirali smo oba citokina intraperitonealnim injekcijama TNFR/Fc i αIL-1R, kao što je opisano u “Materijali i metode”. Ova neutralizacija značajno je odgodila GVHD u usporedbi s kontrolnim životinjama (srednje vrijeme preživljavanja 22 dana u odnosu na 12 dana, P < .05). Ovi rezultati pokazuju važnu ulogu upalnih citokina u autoimunoj GVHD uzrokovanoj autoreaktivnim CD4 + T stanicama koje su izbjegle negativnu selekciju timusa, kao što je pokazano kod drugih autoimunih bolesti. 47


      Više izbora

      A. protein koji je vrlo učinkovit u stimuliranju jedne vrste produktivnog i specifičnog T-staničnog odgovora
      B. protein koji proizvode stanice koje predstavljaju antigen kako bi se poboljšale njihove mogućnosti prezentacije
      C. protein koji proizvode T stanice kao način povećanja aktivacije antigena koju primaju od stanica koje predstavljaju antigen
      D. protein koji aktivira T stanice na nespecifičan i nekontroliran način

      Na što se veže TCR pomoćne T stanice?

      A. antigeni predstavljeni s MHC I molekulama
      B. antigeni predstavljeni s MHC II molekulama
      C. slobodni antigen u topivom obliku
      D. samo hapteni

      Citotoksične T stanice će se vezati sa svojim TCR-om na što od sljedećeg?

      A. antigeni predstavljeni s MHC I molekulama
      B. antigeni predstavljeni s MHC II molekulama
      C. slobodni antigen u topivom obliku
      D. samo hapteni

      ________ molekula je glikoprotein koji se koristi za identifikaciju i razlikovanje bijelih krvnih stanica.

      A. T-stanični receptor
      B. B-stanični receptor
      C. MHC I
      D. klaster diferencijacije

      Imenujte podskup T pomoćnih stanica uključenih u proizvodnju antitijela.


      Imunološka tolerancija i autoimunost: samo-ne-diskriminacija u imunološkom sustavu i njegov neuspjeh

      Jedno od izvanrednih svojstava normalnog imunološkog sustava je da može reagirati na ogromnu raznolikost mikroba, ali ne reagira na vlastite (samo) antigene pojedinca. Ova neodgovornost na vlastite antigene, također nazvana imunološka tolerancija, održava se unatoč činjenici da molekularni mehanizmi kojima se generiraju specifičnosti limfocitnih receptora nisu pristrani da isključuju receptore za vlastite antigene. Drugim riječima, tijekom normalnog procesa sazrijevanja limfocita neprestano se stvaraju limfociti sa sposobnošću prepoznavanja vlastitih antigena. Nadalje, mnogi vlastiti antigeni imaju gotov pristup imunološkom sustavu, tako da se nereagiranje na te antigene ne može održati jednostavnim prikrivanjem od limfocita. Proces kojim stanice koje predstavljaju antigen (APC) prikazuju antigene T stanicama ne pravi razliku između stranih i vlastitih proteina, tako da limfociti normalno vide vlastite antigene. Iz toga slijedi da moraju postojati mehanizmi koji sprječavaju imunološki odgovor na vlastite antigene. Ti su mehanizmi odgovorni za jednu od kardinalnih značajki imunološkog sustava – naime, njegovu sposobnost razlikovanja između vlastitih i ne-ja (obično mikrobnih) antigena. Ako ti mehanizmi ne uspiju, imunološki sustav može napasti vlastite stanice i tkiva pojedinca. Takve se reakcije nazivaju autoimunost, a bolesti koje uzrokuju nazivaju se autoimune bolesti. Osim što tolerira prisutnost vlastitih antigena, imunološki sustav mora koegzistirati s mnogim komenzalnim mikrobima koji žive na epitelnim barijerama svojih ljudskih domaćina, često u stanju simbioze, a imunološki sustav trudne žene mora prihvatiti prisutnost fetusa koji eksprimira antigene dobivene od oca. Nereagiranje na komenzalne mikrobe i fetus održavaju mnogi od istih mehanizama uključenih u nereagiranje na sebe.

      U ovom poglavlju bavimo se sljedećim pitanjima:

      Kako imunološki sustav održava nereagiranje na vlastite antigene?

      Koji su čimbenici koji mogu doprinijeti gubitku samotolerancije i razvoju autoimunosti?

      Kako imunološki sustav održava nereagiranje na komenzalne mikrobe i fetus?

      Ovo poglavlje počinje raspravom o važnim načelima i značajkama samotolerancije. Zatim raspravljamo o različitim mehanizmima koji održavaju toleranciju na vlastite antigene, kao i komenzalne mikrobe i fetus, te kako tolerancija može izostati, što rezultira autoimunošću.

      Imunološka tolerancija: opći principi i značaj

      Imunološka tolerancija je nedostatak odgovora na antigene koji je izazvan izlaganjem limfocita tim antigenima. Kada se limfociti s receptorima za određeni antigen susreću s tim antigenom, moguć je bilo koji od nekoliko ishoda. Limfociti se mogu aktivirati da proliferiraju i da se diferenciraju u efektorske i memorijske stanice, što dovodi do produktivnog imunološkog odgovora. Za antigene koji izazivaju takav odgovor kaže se da su imunogeni. Limfociti mogu biti funkcionalno inaktivirani ili ubijeni, što rezultira antigenima tolerancije koji induciraju toleranciju za koje se kaže da su tolerogeni. U nekim situacijama, limfociti specifični za antigen možda neće reagirati ni na koji način, ovaj fenomen je nazvan imunološkim neznanjem, što implicira da limfociti jednostavno ignoriraju prisutnost antigena. Normalno, mikrobi su imunogeni, a vlastiti antigeni tolerogeni.

      Izbor između aktivacije limfocita i tolerancije uvelike je određen prirodom antigena i dodatnim signalima prisutnim kada se antigen prikaže imunološkom sustavu. Zapravo, isti se antigen može primijeniti na različite načine kako bi se potaknuo imunološki odgovor ili tolerancija. Ovo eksperimentalno opažanje je iskorišteno za analizu koji čimbenici određuju hoće li se aktivacija ili tolerancija razviti kao posljedica susreta s antigenom.

      Fenomen imunološke tolerancije važan je iz nekoliko razloga. Prvo, kao što smo rekli na početku, vlastiti antigeni normalno induciraju toleranciju, a neuspjeh samotolerancije temeljni je uzrok autoimunih bolesti. Drugo, ako naučimo kako potaknuti toleranciju u limfocitima specifičnim za određeni antigen, možda ćemo moći upotrijebiti to znanje da spriječimo ili kontroliramo neželjene imunološke reakcije. Testiraju se strategije za poticanje tolerancije za liječenje alergijskih i autoimunih bolesti te za sprječavanje odbacivanja transplantiranih organa. Iste strategije mogu biti vrijedne u genskoj terapiji za sprječavanje imunoloških odgovora na proizvode novoizraženih gena ili vektora, pa čak i za transplantaciju matičnih stanica ako je darivatelj matičnih stanica genetski različit od primatelja.

      Imunološka tolerancija na različite vlastite antigene može se inducirati kada se limfociti u razvoju susreću s tim antigenima u generativnim (središnjim) limfoidnim organima, što je proces koji se naziva središnja tolerancija, ili kada se zreli limfociti susreću sa vlastitim antigenima u perifernim (sekundarnim) limfoidnim organima, ili perifernim tkivima. periferna tolerancija (slika 9.1). Središnja tolerancija je mehanizam tolerancije samo na vlastite antigene koji su prisutni u generativnim limfoidnim organima – naime, koštanoj srži i timusu. Tolerancija na vlastite antigene koji nisu prisutni u tim organima mora se inducirati i održavati perifernim mehanizmima. Imamo samo ograničeno znanje o tome koji vlastiti antigeni izazivaju središnju ili perifernu toleranciju ili ih imunološki sustav ignorira.

      S ovom kratkom pozadinom prelazimo na raspravu o mehanizmima imunološke tolerancije i kako neuspjeh svakog mehanizma može rezultirati autoimunošću. Tolerancija u T stanicama, posebno CD4 + pomoćnim T limfocitima, prvo se raspravlja jer su mnogi mehanizmi samotolerancije definirani studijama tih stanica. Osim toga, CD4 + pomoćne T stanice organiziraju gotovo sve imunološke odgovore na proteinske antigene, tako da tolerancija u tim stanicama može biti dovoljna da spriječi stanično posredovane i humoralne imunološke odgovore na vlastite proteine. Suprotno tome, neuspjeh tolerancije u pomoćnim T stanicama može rezultirati autoimunošću koja se manifestira napadom posredovanim T stanicama na vlastite antigene tkiva ili proizvodnjom autoantitijela protiv vlastitih proteina.

      Središnja tolerancija T limfocita

      Glavni mehanizmi središnje tolerancije u T stanicama su smrt nezrelih T stanica i stvaranje CD4 + regulatornih T stanica (slika 9.2). Limfociti koji se razvijaju u timusu sastoje se od stanica s receptorima sposobnim prepoznati mnoge antigene, vlastite i strane. Ako limfocit koji nije završio svoje sazrijevanje snažno interagira sa vlastitim antigenom, prikazanim kao peptid vezan na molekulu samoglavnog kompleksa histokompatibilnosti (MHC), taj limfocit prima signale koji pokreću apoptozu. Dakle, samoreaktivna stanica umire prije nego što može postati funkcionalno kompetentna. Ovaj proces, nazvan negativna selekcija (vidi Poglavlje 4), glavni je mehanizam središnje tolerancije. Proces negativne selekcije utječe na samoreaktivne CD4 + T stanice i CD8 + T stanice, koje prepoznaju vlastite peptide prikazane molekulama klase II MHC i klase I MHC. Zašto nezreli limfociti umiru nakon primanja jakih signala T staničnog receptora (TCR) u timusu, dok se zreli limfociti koji dobivaju jake TCR signale na periferiji aktiviraju, nije u potpunosti razjašnjeno.

      Neke nezrele CD4 + T stanice koje prepoznaju vlastite antigene u timusu s visokim afinitetom ne umiru već se razvijaju u regulatorne T stanice i ulaze u periferna tkiva (vidi sliku 9.2). Funkcije regulatornih T stanica opisane su kasnije u poglavlju. Ono što određuje hoće li CD4 + T stanica timusa koja prepoznaje vlastiti antigen umrijeti ili postati regulatorna T stanica također nije utvrđeno.

      Nezreli limfociti mogu snažno komunicirati s antigenom ako je antigen prisutan u visokim koncentracijama u timusu i ako limfociti eksprimiraju receptore koji prepoznaju antigen s visokim afinitetom. Antigeni koji induciraju negativnu selekciju mogu uključivati ​​proteine ​​koji su prisutni u cijelom tijelu, kao što su proteini plazme i uobičajeni stanični proteini.

      Iznenađujuće, mnogi vlastiti proteini koji su normalno prisutni samo u određenim perifernim tkivima, koji se nazivaju tkivno ograničeni antigeni, također su eksprimirani u nekim epitelnim stanicama timusa. Protein nazvan AIRE (autoimuni regulator) odgovoran je za timusnu ekspresiju ovih antigena perifernog tkiva. Mutacije u genu AIRE uzrok su rijetkog poremećaja koji se naziva autoimuni poliendokrini sindrom. U ovom poremećaju, nekoliko tkivnih antigena nije eksprimirano u timusu zbog nedostatka funkcionalnog AIRE proteina, tako da se nezrele T stanice specifične za te antigene ne eliminiraju i ne razvijaju u regulatorne stanice. Ove stanice sazrijevaju u funkcionalno kompetentne T-stanice koje ulaze u periferni imunološki sustav i sposobne su štetno reagirati na tkivno ograničene antigene, koji se normalno eksprimiraju u odgovarajućim perifernim tkivima čak i u odsutnosti AIRE. Stoga T stanice specifične za te antigene izlaze iz timusa, susreću se s antigenima u perifernim tkivima i napadaju tkiva i uzrokuju bolest. Nije jasno zašto su endokrini organi najčešće mete ovog autoimunog napada. Iako ovaj rijedak sindrom ilustrira važnost negativne selekcije u timusu za održavanje samotolerancije, nije poznato doprinose li defekti negativne selekcije uobičajenim autoimunim bolestima.

      Središnja tolerancija je nesavršena, a neki autoreaktivni limfociti sazrijevaju i prisutni su u zdravih osoba. Kao što se dalje raspravlja, periferni mehanizmi mogu spriječiti aktivaciju ovih limfocita.

      Tolerancija perifernih T limfocita

      Periferna tolerancija se inducira kada zrele T stanice prepoznaju vlastite antigene u perifernim tkivima, što dovodi do funkcionalne inaktivacije (anergije) ili smrti, ili kada su samoreaktivni limfociti potisnuti regulatornim T stanicama (slika 9.3). Svaki od ovih mehanizama tolerancije perifernih T stanica opisan je u ovom odjeljku. Periferna tolerancija je očito važna za sprječavanje odgovora T stanica na vlastite antigene koji nisu prisutni u timusu, a također može pružiti rezervne mehanizme za prevenciju autoimunosti u situacijama kada je središnja tolerancija na antigene koji se eksprimiraju u timusu nepotpuna.

      Prepoznavanje antigena bez adekvatne kostimulacije dovodi do anergije ili smrti T stanica ili čini T stanice osjetljivima na supresiju regulatornih T stanica. Kao što je navedeno u prethodnim poglavljima, naivni T limfociti trebaju najmanje dva signala da potaknu njihovu proliferaciju i diferencijaciju u efektorske i memorijske stanice: Signal 1 je uvijek antigen, a signal 2 osiguravaju kostimulatori koji se eksprimiraju na APC-ima, obično kao dio urođeni imunološki odgovor na mikrobe (ili na oštećene stanice domaćina) (vidi Poglavlje 5, sl. 5.6). Vjeruje se da su dendritične stanice u normalnim neinficiranim tkivima i perifernim limfoidnim organima u stanju mirovanja (ili nezrelom), u kojem eksprimiraju malo ili nimalo kostimulatora, kao što su proteini B7 (vidi Poglavlje 5). Ove dendritične stanice neprestano obrađuju i prikazuju vlastite antigene koji su prisutni u tkivima. T limfociti s receptorima za vlastite antigene mogu prepoznati antigene i tako primati signale od svojih antigenskih receptora (signal 1), ali T stanice ne primaju jaku kostimulaciju jer nema popratnog urođenog imunološkog odgovora. Stoga je prisutnost ili odsutnost kostimulacije glavni čimbenik koji određuje jesu li T stanice aktivirane ili tolerizirane.

      Anergija

      Anergija u T stanicama odnosi se na dugotrajnu funkcionalnu nereagiranost koja se inducira kada te stanice prepoznaju vlastite antigene (slika 9.4). Vlastiti antigeni se obično prikazuju s niskim razinama kostimulatora, kao što je ranije spomenuto. Smatra se da je prepoznavanje antigena bez adekvatne kostimulacije temelj indukcije anergije, pomoću mehanizama koji su opisani kasnije. Anergične stanice prežive, ali nisu sposobne odgovoriti na antigen.

      Dva najbolje definirana mehanizma odgovorna za indukciju anergije su abnormalna signalizacija kompleksom TCR i isporuka inhibicijskih signala s receptora koji nisu TCR kompleks.

      Kada T stanice prepoznaju antigene bez kostimulacije, TCR kompleks može izgubiti sposobnost prijenosa aktivirajućih signala. U nekim slučajevima, to je povezano s aktivacijom enzima (ubikvitin ligaza) koji modificiraju signalne proteine ​​i ciljaju ih na unutarstanično uništenje proteazama.

      Pri prepoznavanju vlastitih antigena, T stanice također mogu preferencijalno koristiti jedan od inhibitornih receptora iz obitelji CD28, citotoksični antigen 4 povezan s T limfocitima (CTLA-4 ili CD152) ili protein programirane stanične smrti 1 (PD-1, CD279) , koji su predstavljeni u 5. poglavlju. Anergične T stanice mogu eksprimirati više razine ovih inhibitornih receptora, što će inhibirati odgovore na naknadno prepoznavanje antigena. Funkcije i mehanizmi djelovanja ovih receptora detaljnije su opisani u nastavku.

      Regulacija odgovora T stanica inhibicijskim receptorima

      Na imunološke odgovore utječe ravnoteža između angažmana aktivirajućih i inhibitornih receptora. Ova ideja je uspostavljena za B i T limfocite i prirodne stanice ubojice (NK). U T stanicama, glavni aktivirajući receptori su TCR kompleks i kostimulatorni receptori kao što je CD28 (vidi Poglavlje 5), a najbolje definirani inhibitorni receptori, koji se također nazivaju kohibitori, su CTLA-4 i PD-1. Funkcije i mehanizmi djelovanja ovih inhibitora su komplementarni (slika 9.5).

      CTLA-4. CTLA-4 se eksprimira prolazno na aktiviranim CD4 + T stanicama i konstitutivno na regulatornim T stanicama (opisano kasnije). Djeluje tako da potiskuje aktivaciju odgovornih T stanica. CTLA-4 djeluje tako da blokira i uklanja molekule B7 s površine APC-a, smanjujući tako kostimulaciju CD28 i sprječavajući aktivaciju T stanica (vidi sliku 9-5A). Izbor između uključivanja CTLA-4 ili CD28 određen je afinitetom ovih receptora za B7 i razinom ekspresije B7. CTLA-4 ima veći afinitet za molekule B7 nego CD28, tako da čvrsto veže B7 i sprječava vezanje CD28. Ovo natjecanje je posebno učinkovito kada su razine B7 niske (kao što bi se normalno očekivalo kada APC-i pokazuju vlastite i vjerojatno tumorske antigene) u tim situacijama, receptor koji je prvenstveno angažiran je receptor za blokiranje visokog afiniteta CTLA-4. Međutim, kada su razine B7 visoke (kao kod infekcija), neće svi ligandi biti zauzeti CTLA-4 i dio B7 će biti dostupan da se veže na receptor niskog afiniteta aktivirajući CD28, što dovodi do kostimulacije T stanica.

      PD-1 . PD-1 se eksprimira na CD8 + i CD4 + T stanicama nakon stimulacije antigenom. Njegov citoplazmatski rep ima inhibitorne signalne motive s tirozinskim ostacima koji su fosforilirani nakon prepoznavanja njegovih liganda PD-L1 ili PD-L2. Nakon što su fosforilirani, ovi tirozini vežu tirozin fosfatazu koja inhibira aktivacijske signale ovisne o kinazi s CD28 i TCR kompleksa (vidi sliku 9-5B). Budući da se ekspresija PD-1 na T stanicama povećava nakon kronične aktivacije T stanica, a ekspresija liganada je povećana citokinima proizvedenim tijekom produljene upale, ovaj put je najaktivniji u situacijama kronične ili ponovljene antigenske stimulacije. To se može dogoditi u odgovorima na kronične infekcije, tumore i vlastite antigene, kada T stanice koje eksprimiraju PD-1 naiđu na ligand na inficiranim stanicama, tumorskim stanicama ili APC.


      Priznanje

      Ovaj rad je podržan sredstvima iz Australskog nacionalnog vijeća za zdravstvo i medicinska istraživanja, Australija.

      Model selekcije timusnih i perifernih CD25 + T regulatornih (Treg) stanica.U timusu, diferencijacija nezrelih timocita u CD25 + Treg lozu ovisi o TCR interakciji s kompleksima samopeptida/MHC klase II unutar umjerenog do visokog raspona avidnosti. Na periferiji, TCR interakcija sa autoantigenom potrebna je za preživljavanje CD25 + Treg stanica, stoga će na konačni repertoar također vjerojatno utjecati skup perifernih autoantigena. Za konvencionalne naivne CD4 + T stanice, međutim, kontakt sa autoantigenom na periferiji također je potreban za preživljavanje, ali će rezultirati klonskom delecijom ako je avidnost TCR interakcije visoka.


      Gledaj video: Rambo Amadeus - Recesivni Gen (Svibanj 2022).