Клеточные механизмы противоопухолевого иммунитета, роль Т-клеток, макрофагов, натуральных киллеров и К-клеток.

Ведущую роль в клеточном противоопухолевом иммунитете играют Т-лимфоциты, макрофаги и NK-клетки. Среди Т-лимфоцитов ведущая роль в индукции и осуществлении специфической цитотоксической функции по отношению к опухолевым клеткам принадлежит Тх1 и Т-киллерам.

Тх1 -распознают опухолевый антиген в ассоциации с антигенами HLA II класса на поверхности антигенпредставляющих клеток (макрофагов или дендритных клеток), активируются и синтезируют цитокины, с помощью которых включается целый ряд механизмов клеточного противоопухолевого иммунитета. Так, с помощью ИЛ-2 и IFN-y Tx1 индуцируют пролиферацию и дифференцировку самих Тх1, а также Т-киллеров и NK-клеток. Выделяемые Тх1 опухоленекротические факторы TNF-b и TNF-α вызывают апоптоз раковых клеток.

Выделяемый Тх1, Т-киллерами и NK –клетками IFN-y не только подавляет рост опухоли, оказывая антипролиферативное действие, но и, являясь эндогенным иммуномодулятором, активирует макрофаги, Т-лимфоциты и NK –клетки, участвующие в противоопухолевом иммунитете. Активации макрофагов способствует и выделяемый Тх1 макрофаг-вооружающий фактор (MAF). Т-киллеры осуществляют специфическое цитотоксическое действие на опухолевые клетки. Они распознают опухолеспецифические антигены на поверхности опухолевых клеток в комплексе с антигенами HLA I класса, активируются и секретируют целый ряд цитокинов, вызывающих гибель опухолевых клеток. Этими цитокинами являются перфорин, TNF-b ( лимфотоксин), IFN-у и ферменты апоптоза – фрагментины. В зависимости от количества выделяемого перфорина происходит либо некроз, либо апоптоз опухолевых клеток.

NK-клетки преимущественно TNF-b и IFN-y, а также перфорин и TNF-α, за счет этого они вызывают апоптоз опухолевых клеток и подавляют их пролиферацию. NK-клетки осуществляют неспецифическое цитотоксическое действие при первом же контакте с опухолевыми клетками и представляют собой первый «барьер» клеточной противоопухолевой защиты. Они начинают уничтожать опухолевые клетки на самых ранних этапах развития опухоли, в то время как антигенспецифические Т-киллеры образуются в результате антигензависимой дифференцировки в достаточном количестве не ранее, чем на 7-10 день после первичного распознавания антигенов опухоли Т-хелперами.

Макрофаги - активированные MAF и IFN-y, выделяют TNF-α и IFN-α , а также лизосомальные ферменты и активные формы кислорода. С их помощью макрофаги оказывают прямое цитотоксическое действие на клетки опухолей. Ему предшествует прямой контакт лектиноподобных рецепторов макрофагов с гликопротеидами клеточных мембран опухолевых клеток либо связывание Fc-рецепторов макрофагов с Fc-фрагментами IgG , фиксированного на антигенах опухоли. Вслед за установлением прямых контактов с опухолевой клеткой макрофаг способен повреждать ее с помощью секретируемых им факторов.

IFN-α обладает мощной противовирусной активностью ( в частности, направленной против онковирусов). Кроме того, IFN-α даже более сильно, чем IFN-y активирует NK-клетки. IFN-α оказывает и антипролиферативное действие на опухолевые клетки.

TNF-α вызывает апоптоз опухолевых клеток и развитие геморрагического некроза в ткани опухоли. Он показывает также иммуномодулирующее действие: стимулирует выработку макрофагами ИЛ-1, способствует активации Т-киллеров и секреции ими IFN-y, активации Тх1, а также активации NK-клеток.

TNF-α называется еще кахектином. Как и ИЛ-1, также выделяемый макрофагами, он обладает пирогенным действием и активирует метаболические процессы в организме. Благодаря стимуляции катаболизма белков, TNF-α играет существенную роль в патогенезе кахексии у онкологических больных.

Клетки, участвующие в реакциях противоопухолевого иммунитета, могут играть не только положительную роль, обеспечивая элиминацию злокачественных клеток, но и снижать эффективность защиты организма от опухоли, ингибируя дифференцировку и размножение Тх1, NK-клеток и Т-киллеров. Клетками-супрессорами клеточного типа иммунного ответа являются Тх2 и Т-супрессоры.

Тх2 (CD4+30+) посредством выдеояемых ими ИЛ-4 и ИЛ-10 ингибируют образование Тх1 и подавляют дифференцировку и активацию макрофагов, Т-киллеров, и NK-клеток, оказывая тем самым супрессорное действие на клеточные противоопухолевые механизмы. Аналогичным образом действуют и основные Т-супрессоры ( CD8+30+) , которые также синтезируют ИЛ-4 и ИЛ-10.

Возможна также блокада антигенраспознающих рецепторов Т-хелперов с помощью антиидиотипических клонов Т-супрессоров имитируют пространственную структуру молекул опухолевого антигена и могут заменять их во взаимодействии с рецепторами Т-хелперов, блокируя их функцию.

Активации Т-супрессоров способствуют особенности строения опухолевых антигенов, иммунодепрессия, сопутствующая росту опухоли, и другие факторы. Наличие опухолеспецифических Т-супрессоров показано на многих экспериментальных моделях. Специфичесие Т-супрессоры обнаружены и у онкологических больных. В эксперименте делаются попытки усиления противопухолевого иммунитета путем элиминации антигенспецифических супрессоров.

1. Система мононуклеарных фагоцитов объединяет на основе единства происх, морфологии и функции моноциты перфирической крови и тканевые макрофаги различной локализации. Во взрослом орг моноцитопоэз постоянно идет в костном мозге.Наименее зрелыми мононукл фагоцитами яв-ся монобласты костного мозгаОбразовавшаяся в кост мозге моноциты менее чем через сутки мигрируют в периферич кровь.Часть из них ост в костном мозге,превращ в резидентные макрофаги. При воспал образ моноцитов увеличив ,чтобы обеспечить возросшие потребности в фагоцитир клетках.В качестве факторов усилив моноцитопоэз выступают провоспалит цитокины,которые продуцир и секретир макрофагами в очаге воспаления. В крови моноциты распредел на пристеночный и циркулирующий пулы.Циркулир моноциты находятся в кровотоке ,а пристеночные прикреплены к эндотелию сосудов.Выйдя из кровеносн русла моноцит не способен вернуться в циркуляцию процесс миграции в ткани идет постоянно,а при воспалении ускоряется и прилбретает направлен характер.

Осн функции макрофагов.1).Фагоцитоз и пиноцитоз.Фагоцитоз-поглощение частиц или клеток за счет «обтекания» их псевдоподобиями. Пиноцитоз-зависимый от цитоскелета тип жидкофазного эндоцитоза. При фагоцитозе макрофаг выдвигает псевдоподобии,которые достинают объекта фагоцитоза и обволакивает его. Затем формируется вакуоль-фагосома.Процесс сопровождается выраженными изменениями метаболиз.Киллинг,переваривание.дальнейшая судьба захваченного объекта фагоцитоза зависит от механизма слияния лизосом с фагосомой.Через опосред в осн за счет содержим лизосом.. 30-60 мин после захвата погибают микроорг под воздействием механизмов микробицидности макрофага ,которые принято делать на кислородозав и независм. Кислородозав-осущ за счет продукции перекиси водорода и продуктов ее расщепления,которые яв-ся мощными антимикробными агентами. Кислороднезав- Это целый арсенал различных субстанции,которые при переходе в фагоцитарную вакуоль воздействуют на антиген.(лизосомы содержат в-ва катионные белки,лизоцим,лактоферрин) 2) Участие в процессах репарации.учавст во всех этапах заживления ран,начиная с острого воспаления. В послед они усиливают ангиогенез,стимулир пролифер эндотел и мезенх клеток и учавствуют в регуляции синтеза и деградации внеклеточного матрикса. В самом начале процесс реапр макрофаги учасвт в удалении продуктов разрушения тканей за счет эндоцитоза и деградации лизосомными гидролазами. Затем при участии секретир макрофагами нейтр протеаз внеклеточгая среда очищается от клеточного детрита. Фагоцитоз частиц матрикса индуц продукцию макрофагами ИЛ-1 и PGE2,который в свою очередь индуц продук макрофагами коллагеназы. На более поздней стадии репарат процессов активир макрофаги с помощ ростов факторов стимул регенер эндотел клеток,фибробластов,эпидермальных клеток.К концу 1 недели рана заполняется грануляционной тканью:происх разрастание фибробластов с густой сетью капилляров.К концу 2 недели нарастают процессы фиброза коллагена и клеточной пролифер,способ зажив раны.

3) Секреторная функция макрофагов.Все продукты секреции макрофагов можно раз на след группы: ферменты неспециф противоинфек защиты(пероксидаза,активн формы кислорода,окись азота,лизоцим, интерферон); ферменты активные в отношении внеклеточных белков:коллагеназа.эластаза,активаторы плазминогена,лизосомные ферм.;Биолог актив в-ва,яв-ся медиаторами и модуляторами различных физиолог процессов,в первую очередь-воспаления:простангландины,лейкотриены.;Вещаства ,активир или регулир иммунные реакции :цитокины(ИЛ1,6,8,12. TNFa,Гм-КСФ,М-Ксф),белки системы комплемента и системы пропердина. 4) Участие в регуляции иммунного отв-моноциты и макрофаги крови синтезируют ряд факторов влияющин на дифференц пролифер и функцион активность др участников иммунного ответа-определенных субпопуляции Т-В лимфоцитов. Выделяемые макрофагом цитокины регулируют многие функции т и в лимфоцит.В свою очередь деятельность макрофагов регулируется целым рядом цитокинов,синтезируемых другими типами иммунокомп клеток.Среди этих цитокинов IFNгамма играет ведущую роль.

5) Эффекторные функции макрофагов при специфическом иммунном ответе.Участие макрофагов в эффекторных реакциях наглядно демонстрир реакции ГЗТ,когда в инфильтратах находят в основном моноциты. В них макрофаг играют роль эффекторных клеток.Цитотоксическое действие макрофагов и моноцитов во многих случаях обусловлено их непосредственным действием на клетки мишени с помощью секретируемых лизосомальных ферментов ,а также некоторых цитокинов. В связи с этим свойством макрофаги играют заметную роль в противоопух иммунитете. Макрофаги убивают опухол кл только при непосред контакте ,причем осн роль играет не фагоцитоз,а прям деструкция и лизис опухол. Клетки ферм лизосом,а также цитотокс обусловлен цитокинами. Противоопух цитотоксич действие макрофаг обусловлено цитокинами вкл специф «узнавание» опухол антигена Т-лимфоцитами(ТХ1) .Активирован ТХ1 выдел макрофагвооруж фактор ,который действует на макрофаги,актив их. Активир макрофаги в свою очередь выделяют TNFa.INFa. TNFa вызывает гибуль опухолевых клеток за счет апоптоза,а IFNa подавляет их пролиферацию.

3) Тесты оценки Т-клеточного звенаСкрининговые тесты: • абсолютное число лимфоцитов, Т-лимфоцитов (CD3), субпопуляций Т-лимфоцитов (CD4, CD8); • ультразвуковое исследование или рентгенография тимуса у младенцев; • кожные тесты ГЗТ. Подтверждающие тесты: • лимфопролиферативный ответ на митогены, антигены и аллогенные клетки; • образование цитокинов: Тh1ипа (ИФН-у, ФНО-а, ИЛ-2); Тh2-типа (ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-10, ИЛ-13); • функциональный ответ Т-клеток на цитокины; • выявление активационных молекул на мембране Т-лимфоцитов (CD25, HLA-DR); • молекулярный анализ специфических дефектов развития Т-клеток; • выявление молекул адгезии (интегрина)

3. Методы оценки клеточного звена иммунитета.

В фундаментальных исследованиях по иммунологии используют все известные в естественных биологических науках методы. Самыми современными являются методы молекулярной генетики. В прикладной клинической иммунологии методическая база не столь широка. По сути, иммунологическими методами называют методы, в которых, так или иначе, визуализируются реакции антиген-антитело. Применяемые методы можно разделить на 6 категорий:

· Методы франкционирования – физического разделения гуморальных факторов иммунитета )( молекул) или клеток:

-электрофорез;

-проточная микроцитофлюориметрия;

· Методы, использующие корпускулярные антигены ( непосредственная агглютинация антигена, гемагглютинация, латекс-агглютинация, нефелометрия);

· Методы, использующие технологию гемолиза ( тесты фиксации комлемента, метод Йерне);

· Иммуногистохимические методы ( иммунофлюоресцентная микроскопия, микроскопия препаратов тканей или клеток с фиксированными антителами, меченными ферментной меткой);

· Методы иммуноанализа ( радиоиммуноанализ, иммуноферментный анализ);

· Методы молекулярной биологии ( ПЦР, иммуноблоттинг).

Основные задачи современной иммунодиагностики:

· Выявление нарушенного звена систем иммунореактивности организма;

· Анализ этиологии заболевания;

· Анализ патогенеза;

· Прогноз обострения заболевания;

· Выбор средств иммунокоррекции;

· Оценка эффективности проводимой терапии.

Исследования состояния иммунной системы в настоящее время широко используется во всех областях медицины. Это объясняется по крайней мере двумя причинами: во-первых, происходит постоянное расширение круга заболеваний, для которых доказан аутоиммунный патогенез; во-вторых, обнаружена широкая распространенность вторичных иммунодефицитных состояний, сопровождающих многие виды хронической патологии.

Иммунологическое обследование рекомендуется проводить в 2 этапа. Первый – ориентировочный уровеньвключает общедоступные методы, не требующие специального оборудования, он позволяет выявить лишь «грубые» дефекты иммунной системы. Этот этап включает тесты первого уровня:

· Определение общего числа лейкоцитов, лимфоцитов, нейтрофилов, моноцитов и тромбоцитов по формуле крови;

· Определение поглотительной и бактерицидной активности лейкоцитов, а также их способности к образованию активных форм кислорода;

· Определение относительного содержания в периферической крови Т-лимфоцитов (CD3+), Т-хелперов (CD4+), Т-киллеров/супрессоров ( CD8+), В-лимфоцитов (CD20+);

· Определение концентрации основных сывороточных иммуноглобулинов ( IgM, IgG, IgA).

Тесты 1-го уровняобязательны во всех случаях иммунологического обследования. На втором этапе проводится более глубокий анализ состояния иммунной системы организма человека, который позволяет уточнить характер локализации дефекта, выявленного на предыдущем этапе с помощью ориентировочных тестов, и решить вопрос о целесообразности применения иммунокоррекции. Для проведения данного этапа иммунологического обследования применяются тесты, характеризующие состояние иммунной системы как in vivo так и in vitro. В последнем случае в качестве исследуемого материала используется периферическая венозная кровь, пунктаты лимфоузлов и селезенки, а также секреты, соскобы и смывы со слизистых оболочек.

Тесты второго уровняпозволяют оценить состояние отдельных звеньев иммунитета. Для оценки фагоцитарной системычаще всего используется определение:

· Фагоцитарного индекса нейтрофилов и моноцитов;

· Бактерицидности нейтрофилов и моноцитов;

· Образования активных форм кислорода и азота;

· Хемотаксиса;

· Экспрессии на лейкоцитах молекул адгезии.

Для оценки состояния гуморального иммунитета используют определение:

· Основных классов и подклассов иммуноглобулинов IgA (1,2), IgM, IgG (G1-4), IgE в сыворотке крови, а также в секретах слизистых;

· Общей гемолитической активности комплемента;

· Концентрации циркулирующих иммунных комплексов.

Для определения клеточного состава лимфоидной популяции используется иммуннофенотипирование лимфоцитов с помощью моноклональных антител, позволяющее определять процентное содержание лимфоцитов и их субпопуляций, а также наличие на них рецепторов к некоторым цитокинам, например:

· CD2+(CD3+), CD4+, CD8+ - Т-лимфоциты и их субпопуляции;

· CD20+ (19+,72+) – В-лимфоциты;

· CD16+/CD56+ - K-клетки/NK-клетки;

· CD25+ -рецептор для ИЛ-2.

Для определения цитокинового статуса используются тесты:

· Определение количества цитокинов в биологических жидкостях;

· Определение спонтанного и индуцированного синтеза цитокинов мононуклеарами периферической крови in vitro;

· Определение внутриклеточного содержания цитокинов, в частности, IFN-y и ИЛ-4 как маркеров Th1 и Th2-лимфоцитов.

Принципиально значимым при изучении параметров иммунного статуса является выбор алгоритма иммуннологического обследования. Реагирование иммунной системы развивается, а следовательно и оценивается, поэтапно:

· Распознавание

· Активация

· Пролиферация

· Дифференцировка

· Эффекторная фаза иммунного ответа.

12 БИЛЕТ

1. Иммунный ответ организма- процесс высоко специфический, однако его интенсивность неспецифически регулируется нейрогуморальным способом.

В целостном организме работа иммунной системы коррегируется мозгом. К структурам мозга, модулирующим интенсивность иммунного ответа относят такие зоны, как заднее гипоталамическое поле, переднее гипоталамическое поле, гиппокамп, ретикулярная формация среднего мозга, ядра шва, миндалины.

Центральная модуляция функций иммунной системы может осуществляться, разумеется, и через эндокринную систему, т.е. посредством центрально обусловленных изменений уровня различных гормонов в крови.

Гормональные, нервные и нервнопептидные пути относят к основным способам передачи модулирующих сигналов от головного мозга к иммунной системе. Нервная и гуморальная регуляция осуществляется с помощью нейромедиаторов, нейропептидов и гормонов. Известно, что как строма, так и паренхима лимфоидных органов снабжена нервами симпатической и парасимпатической системы. Нейромедиаторы и нейропептиды достигают органов иммунной системы с помощью аксоплазматического транспорта, т.е. по аксонам симпатических и парасимпатических нервов. Гормоны же выделяются эндокринными железами непосредственно в кровь и доставляются к органам иммунной системы.