Mikrobiologie

Jak je uvedeno v Buněčné Obrany, hlavní histokompatibilní komplex (MHC) molekuly jsou exprimovány na povrchu zdravých buněk, jejich identifikaci, jako normální a „self“ natural killer (NK) buněk., MHC molekuly také hrají důležitou roli při prezentaci cizích antigenů, což je kritický krok při aktivaci T buněk, a tedy důležitý mechanismus adaptivního imunitního systému.

Hlavní Histokompatibilní Komplex Molekul

hlavní histokompatibilní komplex (MHC) je soubor genů kódujících MHC molekuly se nachází na povrchu všech jaderných buňkách těla. U lidí jsou geny MHC také označovány jako geny lidského leukocytového antigenu (HLA)., Zralé červené krvinky, které postrádají jádro, jsou jediné buňky, které na svém povrchu nevyjadřují molekuly MHC.

existují dvě třídy MHC molekul zapojených do adaptivní imunity, MHC I a MHC II (Obrázek 1). MHC I molekuly se nacházejí na všech jaderných buněk; představují normální self-antigeny, stejně jako abnormální nebo nonself patogenů na efektorové T-buňky se podílejí na buněčné imunity. V kontrastu, MHC II molekuly jsou pouze na makrofágy, dendritické buňky a B buňky; jsou přítomny abnormální nebo nonself patogenních antigenů pro počáteční aktivaci T-buněk.,

Oba typy MHC molekuly jsou transmembránové glykoproteiny, které sestavit jako dimery v cytoplazmatické membráně buněk, ale jejich struktury jsou velmi odlišné. Molekuly MHC I se skládají z delšího proteinového řetězce α spolu s menším β2 mikroglobulinovým proteinem a cytoplazmatickou membránu pokrývá pouze řetězec α. Α řetězec molekuly MHC I se skládá do tří samostatných domén: α1, α2 a α3. Molekuly MHC II se skládají ze dvou proteinových řetězců (α a β řetězec), které mají přibližně podobnou délku., Oba řetězce molekuly MHC II mají části, které pokrývají plazmatickou membránu, a každý řetězec se skládá do dvou samostatných domén: α1 a α2 a β1 a β2. Za účelem prezentace abnormálních nebo ne-self-antigenů T buňkám mají molekuly MHC štěrbinu, která slouží jako místo vázající antigen v blízkosti „horní“ (nebo nejvzdálenější) části dimeru MHC-I nebo MHC-II. Pro MHC I je rozštěp vázající antigen tvořen doménami α1 a α2, zatímco pro MHC II je rozštěp tvořen doménami α1 a β1 (Obrázek 1).

Obrázek 1., MHC jsem se nacházejí na všech jaderných buněk těla, a MHC II se nacházejí na makrofágy, dendritické buňky a B buňky (spolu s MHC I). Rozštěp MHC I vázající antigen je tvořen doménami α1 a α2. Rozštěp MHC II vázající antigen je tvořen doménami α1 a β1.

Antigen-Prezentující Buňky (Apc)

Všechny buňky s jádrem v těle mají mechanismy pro zpracování a prezentaci antigenu v asociaci s MHC molekulami., To signalizuje imunitní systém, což naznačuje, zda je buňka normální a zdravá nebo infikovaná intracelulárním patogenem. Však pouze makrofágy, dendritické buňky a B buňky mají schopnost prezentovat antigeny speciálně pro účely aktivace T buněk; z tohoto důvodu jsou tyto typy buněk jsou někdy označovány jako antigen-prezentující buňky (Apc).

zatímco všechny APC hrají podobnou roli v adaptivní imunitě, je třeba zvážit některé důležité rozdíly., Makrofágy a dendritické buňky jsou fagocyty, které požívají a zabíjejí patogeny, které pronikají do bariér první linie(tj. B buňky naopak nefungují jako fagocyty, ale hrají primární roli při produkci a sekreci protilátek. Kromě toho, zatímco makrofágy a dendritické buňky rozpoznávají patogeny prostřednictvím nespecifických receptorových interakcí (např., B buňky interagují s cizími patogeny nebo jejich volnými antigeny pomocí antigen-specifického imunoglobulinu jako receptorů (monomerní IgD a IgM). Když imunoglobulin receptory se vážou na antigen, B-buňky zjednodušuje antigen tím, že endocytóza před zpracováním a presentting antigenu T buněk.

prezentace antigenu s molekulami MHC II

Obrázek 2. Dendritická buňka fagocytuje bakteriální buňku a přivádí ji do fagosomu., Lysosomy se spojí s fagosomem a vytvoří fagolyzozom, kde antimikrobiální chemikálie a enzymy degradují bakteriální buňku. Proteázy proces bakteriální antigeny, a nejvíce antigenní epitopy jsou vybrány a prezentovány na buněčném povrchu ve spojení s MHC II molekulami. T buňky rozpoznávají prezentované antigeny a jsou tak aktivovány.

molekuly MHC II se nacházejí pouze na povrchu APC., Makrofágy a dendritické buňky využívají podobné mechanismy pro zpracování a prezentaci antigenů a jejich epitopy v asociaci s MHC II; B buňky používají poněkud odlišné mechanismy, které budou popsány dále v B Lymfocytech a Humorální Imunity. Prozatím se zaměříme na kroky procesu, které se týkají dendritických buněk.

poté, co dendritická buňka rozpozná a připojí se k patogenní buňce, je patogen internalizován fagocytózou a je zpočátku obsažen ve fagosomu., Lysosomy obsahující antimikrobiální enzymy a chemikálie se spojí s fagosomem a vytvoří fagolysosom, kde začíná degradace patogenu pro zpracování antigenu. Proteázy (degradující bílkoviny) jsou zvláště důležité při zpracování antigenu, protože MHC II je prezentován pouze epitopy proteinového antigenu T buňkám (Obrázek 2).

APC nepředstavují všechny možné epitopy do T buněk; je prezentován pouze výběr nejvíce antigenních nebo imunodominantních epitopů., Mechanismus, kterým epitopy jsou vybrány pro zpracování a prezentaci APC je složitá a není dobře známa; nicméně, jakmile nejvíce antigenní, immunodominant epitopy byly zpracovány, se spojit do antigen-vázající rozštěp MHC II molekul a jsou přemístěný na povrchu buněk dendritické buňky pro prezentaci T buňkám.

Prezentace Antigenu MHC I Molekul

MHC I molekuly, na všechny normální, zdravé buňky s jádrem, signál pro imunitní systém, že buňka je normální, „vlastní“ buňky. Ve zdravé buňky, proteiny, které se obvykle nacházejí v cytoplasmě degradovány proteasomes (enzymové komplexy zodpovědné za degradaci a zpracování bílkovin) a zpracovány do self-antigenní epitopy; tyto self-antigenní epitopy vázat rámci MHC I antigen-vázající rozštěp a jsou pak prezentovány na povrchu buňky., Imunitní buňky, jako jsou buňky NK, rozpoznávají tyto vlastní antigeny a necílí na buňku k destrukci. Pokud se však buňka nakazí intracelulárním patogenem (např. virem), zpracovávají se proteinové antigeny specifické pro patogen v proteasomech a váží se na molekuly MHC I pro prezentaci na buněčném povrchu. Tato prezentace antigenů specifických pro patogen s MHC I signalizuje, že infikovaná buňka musí být zaměřena na zničení spolu s patogenem.,

před zahájením eliminace infikovaných buněk musí APC nejprve aktivovat T buňky zapojené do buněčné imunity. Pokud intracelulární patogen přímo infikuje cytoplazmu APC, může dojít ke zpracování a prezentaci antigenů, jak je popsáno (v proteasomech a na buněčném povrchu MHC I). Pokud však intracelulární patogen přímo neinfikuje APC, použije se alternativní strategie zvaná křížová prezentace. Při křížové prezentaci jsou antigeny přiváděny do APC mechanismy, které obvykle vedou k prezentaci s MHC II (tj.,, fagocytózou), ale antigen je prezentován na molekule MHC I pro CD8 T buňky. Přesné mechanismy, kterými dochází k křížové prezentaci, nejsou dosud dobře pochopeny, ale zdá se, že křížová prezentace je primárně funkcí dendritických buněk a nikoli makrofágů nebo B buněk.