T-клетки: эволюция активности
Очевидно, что о зрелости клеток организма следует судить по тому, насколько эффективно тот или иной класс клеток реализует генетически детерминированные функции и насколько быстро клетки отвечают на сигналы для осуществления запрограммированной активности.
По отношению к Т-клеткам как единой клеточной популяции Т-системы иммунитета показателями полноценности функционального проявления являются:
- эффективность распознавания антигенно чужеродного материала,
- скорость мобилизации (через пролиферацию и дифференцировку) клона или клонов Т-клеток в ответ на внешние антигенные сигналы,
- выраженность регуляторной ( хелперной и супрессорной ) активности,
- способность к сохранению специфического реагирования в виде формирования клеток памяти или сохранению реактивности в системе адоптивного переноса,
- участие в реакциях клеточного взаимодействия,
- продукция молекулярных регуляторов ( цитокинов ) клеточного и гуморального иммунного реагирования.
Ясно, что этот перечень функциональной активности Т-клеток формировался в эволюции постепенно.
Лимфоциты наиболее примитивных позвоночных, каковыми являются круглоротые , хрящевые рыбы и костные рыбы , способны отвечать пролиферативной реакцией на Т-клеточные митогены - ФГА и Кон А, хотя требуют при этом значительно большей дозы, чем лимфоциты более высокоорганизованных позвоночных животных. При этом сам ответ никогда не достигает тех значений, которые известны для Т-лимфоцитов млекопитающих.
В то же время пролифертивный ответ лимфоцитов амфибий и рептилий на Т-клеточные митогены не отличим от ответа Т-клеток птиц и млекопитающих ( табл. 20.4 ).
Реакция в смешанной культуре лимфоцитов (СКЛ) развивается при различиях по антигенам гистосовместимости между взаимодействующими клетками (см." Иммунный ответ и взаимодействие клеток "). Изучение этой реакции в филогенетическом аспекте крайне важно, так как определение в той или иной группе животных способности их лимфоцитов реагировать в СКЛ будет указывать на присутствие в лимфоидной популяции Т-клеток, обладающих поверхностными структурами с антигенраспознающей функцией.
Лимфоциты морских звезд ( иглокожие ) не способны развивать аллогенный ответ в СКЛ. В то же время при различиях между взаимодействующими клетками на видовом уровне регистрируется полноценный ответ.
Отсутствие аллогенного ответа в СКЛ вовсе не означает, что лимфоциты иглокожих ареактивны по отношению к аллоантигенам, поскольку установлено, что животные данного типа отличают "свое" от "чужого" в реакции трансплантационного отторжения. Присутствие у морских звезд поверхностного белка, гомологичного бета-цепи ТКР млекопитающих, также говорит о принципиальной возможности к аллораспознаванию. Ареактивность в алло-СКЛ может быть связана с отсутствием определенного рода костимуляторов, которые существенны в проявлении реакции in virtro и не столь очевидны in vivo.
Круглоротые и хрящевые рыбы развивают лишь слабую реакцию в СКЛ. Сниженная реактивность лимфоцитов данных таксономических групп может быть аргументирована аналогичным образом.
Более высокоорганизованные позвоночные животные - костные рыбы и амфибии развивают вполне выраженную реакцию в СКЛ.
Иммунная система рептилий в морфологическом и функциональном отношениях представлена достаточно полно и сопоставима с системами птиц и млекопитающих . Отражением подобной морфофункциональной зрелости является способность лимфоцитов представителей этого класса развивать полноценный ответ в СКЛ. Однако, если у гомойотермных птиц и млекопитающих подверженность иммунной реактивности сезонным колебаниям выражена слабо или отсутствует (за исключением нескольких видов, впадающих в спячку), то у рептилий напряженность иммунного ответа в значительной степени связана со временем года.
При изучении гетерогенности лимфоцитов у животных рзличных таксономических групп с выделением клеток, выполняющих Т-клеточную функцию, был использован целый ряд экспериментальных моделей. Одна из них связана с изучением типов клеток, реагирующих на комплекс гаптен -носитель. Известно, что у мышей В-клетки отвечают на гаптен, в то время как хелперные T-клетки - на носитель.
Изучение реакции на гаптен-носитель у круглоротых и хрящевых рыб дало отрицательные результаты. При этом лимфоциты костных рыб отличают гаптен от носителя, демонстрируя тем самым гетерогенность по признаку Т-клеток и В-клеток.
У амфибий , как и у костных рыб, воспроизводится феномен гаптен-носитель, в котором именно Т-клетки с хелперной активностью распознают носитель.
Анализ взаимодействия Т- и В-клеток у амфибий обогащен данными о роли антигенов гистосовместимости в клеточной кооперации. Феномен гаптен-носитель был проанализирован, в частности, у лягушки Xenopus laevis в опытах с разделенными на нейлоновой вате Т-клетками, примированными к носителю, и В-клетками, примированными к гаптену. Антитела изотипа IgG, которые являются высокотимусзависимыми, и высокоаффинные IgM-антитела обнаруживались в Т-В клеточной культуре только в условиях идентичности гаплотипов взаимодействующих клеток.
Способностью дифференцировать носитель и гаптен обладают также лимфоциты рептилий , что продемонстрировано в опытах in vitro.
Клеточные взаимодействия при формировании иммунного ответа подразумевают участие клеточных гуморальных факторов, реализующих это взаимодействие. У млекопитающих имеется целый набор Т-клеточных цитокинов , обеспечивающих регуляцию иммунного ответа. Сравнительная иммунология пока не может похвастаться успехами, которые достигнуты при изучении регуляторных белков у млекопитающих, хотя определенные усилия в этом направлении предприняты и касаются они, главным образом, рыб и амфибий. Именно в этих классах позвоночных животных обнаружены цитокины с ИЛ-1 -, ИЛ-2 - и МИФ -подобной активностью. Кроме того, фактор с митогенной активностью выделен из Т-подобных клеток аксиального органа морских звезд.
