Tế bào của hệ miễn dịch

  • Tế bào của hệ miễn dịch
image

Tế bào của hệ miễn dịch

Các thành phần tế bào của hệ thống miễn dịch

Hệ miễn dịch bao gồm các thành phần tế bào và các thành phần phân tử chúng hoạt động cùng nhau để tiêu diệt các kháng nguyên.

Các tế bào trình diện kháng nguyên

Mặc dù một số kháng nguyên (Ags) có thể kích thích phản ứng miễn dịch trực tiếp, các phản ứng miễn dịch thu được từ tế bào T thường đòi hỏi các tế bào trình diện kháng nguyên (antigen-presenting cells - APC) để trình bày các peptide có nguồn gốc kháng nguyên trong các phân tử phức hợp hòa hợp mô chủ yếu (MHC).

Kháng nguyên nội bào (ví dụ virus) có thể được xử lý và trình diện với các tế bào T gây độc CD8 bởi bất kỳ tế bào có nhân nào bởi vì tất cả các tế bào có nhân đều biểu hiện các phân tử MHC class I. Bằng cách mã hóa protein cản trở quá trình này, một số virut (ví dụ như cytomegalovirus) có thể tránh được việc bị loại bỏ.

Kháng nguyên ngoài tế bào (ví dụ, từ nhiều vi khuẩn) phải được xử lý thành các peptide và phức hợp với các phân tử MHC lớp II trên bề mặt các tế bào trình diện kháng nguyên chuyên nghiệp để được nhận biết bởi tế bào T hỗ trợ (TH) CD4. Các tế bào sau cấu tạo biểu hiện các phân tử MHC class II và do đó hoạt động như các tế bào trình diện kháng nguyên chuyên nghiệp:

  • Tế bào B
  • Tế bào monocytes
  • Đại thực bào
  • Tế bào đuôi gai

Tế bào mono trong máu là tiền thân của các đại thực bào mô. Monocytes di chuyển vào các mô, sau đó khoảng 8 giờ, chúng phát triển thành các đại thực bào dưới ảnh hưởng của yếu tố kích thích tạo dòng đại thực bào (M-CSF), được tiết ra bởi các loại tế bào khác nhau (ví dụ, các tế bào nội mô, nguyên bào sợi). Tại các vị trí nhiễm trùng, các tế bào T kích hoạt tiết ra các cytokine (ví dụ, interferon-gamma[IFN-gamma]) và hiện tượng này dẫn đến sản xuất yếu tố ức chế di chuyển đại thực bào, ngăn ngừa không cho đại thực bào rời đi.

Đại thực bào được kích hoạt bởi IFN-gamma và yếu tố kích thích tạo cụm bạch cầu hạt-đại thực bào (GM-CSF). Các đại thực bào kích hoạt sẽ giết các vi khuẩn nội bào và tiết ra IL-1 cùng yếu tố hoại tử khối u-alpha (TNF-alpha). Những cytokine này làm tăng bài tiết của IFN-gamma cùng GM-CSF và tăng sự biểu hiện của các phân tử bám dính trên các tế bào nội mạc, tạo điều kiện cho dòng bạch cầu tràn vào và tiêu hủy các mầm bệnh. Dựa vào các biểu hiện gen khác nhau, các phân nhóm của đại thực bào (ví dụ, M1, M2) đã được xác định.

Tế bào đuôi gai có mặt trong da (như các tế bào Langerhans), hạch bạch huyết, và các mô khắp cơ thể. Các tế bào đuôi gai trong da hoạt động như các APC phòng vệ, tóm bắt Ag, sau đó đi đến các hạch vùng, nơi chúng có thể kích hoạt các tế bào T. Các tế bào tua nang là một dòng khác biệt, không biểu hiện các phân tử MHC class II và do đó không biểu hiện kháng nguyên cho tế bào TH Chúng không thực bào; chúng có các thụ thể cho phân đoạn kết tinh (Fc) của IgG và cho bổ thể, cho phép chúng liên kết với các phức hợp miễn dịch và đưa phức hợp vào các tế bào B trong các trung tâm mầm của các cơ quan bạch huyết thứ phát.

Lympho bào

Hai loại lympho bào chính là

  • Tế bào B (trưởng thành trong tủy xương)
  • Tế bào T (trưởng thành trong tuyến ức)

không có khả năng phân biệt chúng về mặt hình thái nhưng 2 loại này có các chức năng miễn dịch khác nhau. Chúng có thể được phân biệt bởi các thụ thể và các phân tử bề mặt đặc hiệu được gọi là các cụm biệt hóa (CDs), có mặt hay không xác định một số tập con. Hơn 300 loại CD đã được xác định (để biết thêm thông tin về kháng nguyên CD. Mỗi lymphocyte nhận biết một kháng nguyên cụ thể thông qua các thụ thể bề mặt.

Tế bào B

Khoảng 5 đến 15% lymphocytes trong máu là các tế bào B; chúng cũng có mặt trong tủy xương lách, các hạch bạch huyết, và các mô bạch huyết liên quan đến niêm mạc.

Tế bào B có thể trình diện kháng nguyên (Ag) cho tế bào T và giải phóng cytokine, nhưng chức năng chính của chúng là phát triển thành tế bào dưỡng bào, sản sinh và tiết ra kháng thể (Abs).

Bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch tế bào B (ví dụ: thiếu gammaglobin máu liên quan nhiễm sắc thể X) đặc biệt dễ bị nhiễm khuẩn tái phát.

Sau khi sắp xếp lại ngẫu nhiên những gen mã hoá globulin miễn dịch (Ig), các tế bào B có thể nhận ra hầu như không giới hạn các kháng nguyên đơn Sự sắp xếp lại gen xảy ra ở các bước được lập trình trong tủy xương trong quá trình phát triển tế bào B. Quá trình bắt đầu bằng một tế bào gốc được chỉ định, tiếp tục trải qua các giai đoạn pro-B và tế bào tiền B, và kết thúc là một tế bào B chưa trưởng thành. Tại thời điểm này, bất kỳ tế bào nào tương tác với tự kháng nguyên (tế bào tự miễn dịch) đều được loại bỏ khỏi quần thể tế bào B chưa trưởng thành thông qua sự bất hoạt hoặc chết theo chu trình ( dung nạp miễn dịch). Các tế bào không bị loại bỏ (tức là những tế bào nhận ra kháng nguyên ngoại lai) tiếp tục phát triển thành các tế bào B trưởng thành nguyên bản, rời tủy và đưa đến các cơ quan bạch huyết ngoại vi, nơi chúng có thể gặp phải kháng nguyên.

Phản ứng của chúng đối với Ag có 2 giai đoạn:

  • Đáp ứng miễn dịch cơ bản:Khi các tế bào B trưởng thành nguyên bản gặp Ag, chúng trở thành các nguyên bào lympho, trải qua sự tăng sinh dòng và biệt hóa thành các tế bào nhớ, có thể đáp ứng với Ag tương tự trong tương lai hoặc trở thành tế bào dưỡng bào tiết ra Ab. Sau lần tiếp xúc đầu tiên, có một khoảng thời gian tiềm ẩn nhiều ngày trước khi sản xuất Ab. Sau đó, chỉ IgM được sản xuất. Sau đó, với sự trợ giúp của tế bào T, tế bào B có thể sắp xếp lại gen Ig của nó và chuyển sang sản xuất IgG, IgA hoặc IgE. Do đó, sau lần tiếp xúc đầu tiên, đáp ứng là chậm và chỉ đáp ứng miễn dịch bảo vệ hạn chế.
  • Đáp ứng miễn dịch thứ phát (hồi đáp hoặc tăng cường):Khi tế bào nhớ B và TH tái tiếp xúc kháng nguyên, các tế bào B nhớ tăng sinh nhanh, biệt hóa thành các tế bào plasma trưởng thành, và nhanh chóng tạo ra một lượng lớn Ab (chủ yếu là IgG do chuyển đổi kiểu isotype do tế bào T). Ab được phóng thích vào máu và các mô khác, nơi nó có thể phản ứng với Ag. Do đó, sau khi phơi nhiễm, phản ứng miễn dịch nhanh và hiệu quả hơn.

Tế bào T

Các tế bào T phát triển từ các tế bào gốc tủy xương di chuyển đến tuyến ức, nơi chúng trải qua sự chọn lọc khắt khe. Có 3 loại tế bào T chính:

  • Hỗ trợ
  • Điều hòa (ức chế)
  • Độc tế bào

Trong quá trình chọn lọc, các tế bào T phản ứng với tự kháng nguyên (Ag) được trình diện bởi các phân tử MHC nội sinh hoặc chính các phân tử MHC (bất kể có Ag hay không) thì được loại bỏ bởi quá trình chết theo chu trình. Chỉ có các tế bào T mà có thể nhận ra phức hợp Ag ngoại lai cho phân tử MHC của cơ thể mới tồn tại; chúng rời tuyến ức vào máu ngoại vi và mô lymphoid.

Hầu hết các tế bào T trưởng thành biểu hiện CD4 hoặc CD8 và có một vùng gắn Ag, thụ thể bề mặt Ig-like gọi là thụ thể tế bào T (TCR). Có 2 loại TCR:

  • Alpha-beta (αβ) TCR: Bao gồm các chuỗi TCR alpha và beta; hiện diện trên hầu hết các tế bào T
  • Gamma-delta (γδ) TCR: Bao gồm chuỗi TCR gamma và delta; hiện diện trên một số lượng nhỏ các tế bào T

Các gen mã hoá TCR, giống như gen Ig, được sắp xếp lại, dẫn đến việc xác định tính đặc hiệu và ái lực với Ag. Hầu hết các tế bào T (những người có alpha-beta TCR) nhận ra peptide có nguồn gốc Ag biểu hiện ở phân tử MHC của APC. Các tế bào T Gamma-delta nhận ra protein Ag trực tiếp hoặc nhận ra lipid Ag được biểu hiện bởi một phân tử giống MHC gọi là CD1. Đối với các tế bào B, số lượng tế bào T đặc hiệu là gần như vô hạn.

Để các tế bào T alpha-beta được kích hoạt, TCR phải kết nối với Ag-MHC. Các phân tử bổ sung đồng kích hoạt cũng phải tương tác; nếu không, tế bào T trở nên trơ hoặc chết theo chương trình. Một số phân tử phụ (ví dụ, CTLA-4) ức chế các tế bào T hoạt hóa trước đó và do đó làm giảm phản ứng miễn dịch. Sự đa hình trong gen CTLA-4 có liên quan đến một số rối loạn tự miễn dịch, bao gồm bệnh Graves và bệnh đái tháo đường type I.

Tế bào T hỗ trợ (THthường là CD4 nhưng có thể là CD8. Chúng biệt hóa từ TH0 thành một trong những tế bào sau đây:

  • TH1: nói chung, tế bào TH1 tăng cường miễn dịch qua trung gian tế bào thông qua các tế bào T và các đại thực bào gây độc tế bào và do đó đặc biệt liên quan đến việc phòng chống các tác nhân gây bệnh trong tế bào (ví dụ, virut). Chúng cũng có thể thúc đẩy sản xuất một số lớp Ab.
  • TH2: TH2 tế bào đặc biệt chuyên nghiệp trong việc thúc đẩy sản xuất Ab bởi các tế bào B (miễn dịch dịch thể) và do đó đặc biệt liên quan đến các đáp ứng trực tiếp nhắm vào dị nguyên gây bệnh ngoài tế bào (ví dụ vi khuẩn, ký sinh trùng).
  • TH17: tế bàoTH17 thúc đẩy viêm mô.

Mỗi loại tế bào tiết ra một số cytokines. Các dấu ấn khác nhau của việc sản xuất cytokine xác định các kiểu hình chức năng TH- khác. Tùy thuộc vào tác nhân kích thích, tế bào TH1 và TH2 có thể, đến một mức độ nhất định, làm giảm hoạt động của nhau, dẫn đến sự thống trị của một đáp ứng TH1 hoặc TH2 .

Sự phân biệt giữa các tế bào TH có liên quan đến lâm sàng. Ví dụ, một đáp ứng TH1 chiếm ưu thế trong bệnh lao bệnh phong, và đáp ứng TH2 chiếm ưu thế trong bệnh phong . Đáp ứng TH1 là đặc trưng của một số rối loạn tự miễn dịch (ví dụ như bệnh đái tháo đường týp 1, đa xơ cứng), và đáp ứng TH2 thúc đẩy sản xuất IgE và sự phát triển của các chứng dị ứng cũng như giúp các tế bào B sản sinh ra tự kháng thể trong một số rối loạn tự miễn dịch (ví dụ bệnh Graves, nhược cơ). Tế bào TH17 , thông qua vai trò của chúng trong viêm, cũng có thể góp phần vào các rối loạn tự miễn dịch như bệnh vẩy nến và RA. Bệnh nhân suy giảm miễn dịch thiếu tế bào TH17 (ví dụ hội chứng tăng IgE [Job]) đặc biệt dễ bị nhiễm trùng nấm candida albicans và tụ cầu vàng Staphylococcus aureus.

Tế bào T điều hòa (ức chế) trung gian ngăn chặn phản ứng miễn dịch và thường biểu hiện yếu tố phiên mã Foxp3. Quá trình này liên quan đến các tập con chức năng của các tế bào T CD4 hoặc CD8 đều tiết ra các cytokine có tính chất ức chế miễn dịch hoặc ức chế đáp ứng miễn dịch bởi các cơ chế không được xác định bởi sự tiếp xúc giữa tế bào. Bệnh nhân có đột biến chức năng trong Foxp3 sẽ phát triển chứng rối loạn tự miễn dịch IPEX (hội chứng rối loạn điều hòa miễn dịch, hội chứng đa tuyến nội tiết, hội chứng liên kết X).

Tế bào T (TC) gây độc thường là CD8 nhưng có thể là CD4; chúng rất quan trọng để loại bỏ các mầm bệnh trong tế bào, đặc biệt là vi rút. Tế bào TC đóng một vai trò trong việc thải ghép cơ quan.

Tế bào TC phát triển bao gồm 3 giai đoạn:

  • Một tế bào tiền thân, khi được kích thích thích hợp, có thể biệt hóa thành một tế bào TC
  • Một tế bào phản ứng đã biệt hóa và có thể tiêu diệt mục tiêu thích hợp của nó
  • Một tế bào nhớ không hoạt động (không còn được kích thích) nhưng sẽ sẵn sàng để trở thành một tế bào phản ứng khi được tái kích thích bởi sự kết hợp Ag-MHC ban đầu

Tế bào TC được kích hoạt đầy đủ, như tế bào NK, có thể giết chết một tế bào đích bị nhiễm bệnh bằng cách gây ra sự chết theo chu trình.

Tế bào TC có thể tiết ra cytokines và như tế bào TH sẽ được chia thành các loại TC1 và TC2 dựa trên dấu ấn sản xuất cytokine của chúng.

Tế bào TC có thể

  • Đồng ghép: Được tạo ra để đáp ứng với các tế bào tự thân (autologous) được biến đổi bởi nhiễm virus hoặc các protein ngoại lai khác
  • Dị sinh: Được tạo ra để đáp ứng với các tế bào biểu hiện các sản phẩm MHC ngoại lai (ví dụ, trong ghép tạng khi các phân tử MHC của người hiến tặng khác với người nhận)

Một số tế bào TC có thể trực tiếp nhận ra MHC ngoại sinh (con đường trực tiếp); những tế bào khác có thể nhận ra các mẩu MHC ngoại sinh được trình diện bởi các phân tử MHC tự thân của người nhận ghép tạng (con đường gián tiếp).

Tế bào T (NKT) diệt tự nhiên là một tập con riêng biệt của các tế bào T. Các tế bào NKT được kích hoạt tiết ra IL-4 và IFN-gamma và có thể giúp điều chỉnh phản ứng miễn dịch. Các tế bào NKT phân biệt với Tế bào NK về kiểu hình và một số chức năng nhất định.

 

Chức năng của các tế bào T

 

Kiểu

Các chất được sản xuất

Chức năng chính

TH1

IFN-gamma

IL-2

Lymphotoxin

 

Tạo điều kiện thuận lợi cho các đáp ứng đại thực bào và tế bào T gây độc

TH2

IL-4

IL-5

IL-6

IL-10

IL-13

 

Kích thích sản xuất kháng thể từ tế bào B

TH17

IL-17

IL-21

IL-22

 

Thúc đẩy đáp ứng viêm

 

 

Tế bào Mast

Các tế bào mast ở tại mô và giống chức năng bạch cầu ái kiềm lưu thông trong máu.

Các hạt tế bào mast niêm mạc chứa tryptase và chondroitin sulfate; hạt tế bào mast ở mô liên kết chứa tryptase, chymase và heparin. Bằng cách giải phóng các chất trung gian, các tế bào mast đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra phản ứng viêm cấp tính bảo vệ; basophil và các tế bào mast là nguồn gốc phản ứng quá mẫn typ I có liên quan đến dị ứng atopy. Sự thoát hạt có thể được kích hoạt bằng cách liên kết chéo các thụ thể IgE hoặc bởi các phần bổ thể phản vệ C3a và C5a.

Tế bào diệt tự nhiên (NK)

Các tế bào diệt tự nhiên điển hình (NK) thuộc một loại tế bào gọi chung là tế bào lympho bẩm sinh (bao gồm cả ILC1, ILC2, và ILC3). Các tế bào NK chiếm từ 5 đến 15% các tế bào đơn nhân máu ngoại biên và có một nhân tế bào hình tròn và tương bào có hạt. Chúng gây ra chết theo chu trình cho các tế bào bị nhiễm trùng hoặc bất thường bằng một số con đường. Giống như các tế bào lympho bẩm sinh khác, chúng không có thụ thể đặc hiệu kháng nguyên; tuy nhiên, bằng chứng gần đây cho thấy một số tế bào NK có hình thức trí nhớ miễn dịch.

Các tế bào NK được đặc trưng tốt nhất bởi CD2 +, CD3-, CD4-, CD8 +, CD16 + (thụ thể IgG-Fc) và các dấu ấn bề mặt CD56 +.

Các tế bào NK điển hình có ý nghĩa quan trọng đối với việc giám sát khối u. Các tế bào NK biểu hiện cả thụ thể kích hoạt và ức chế. Các thụ thể kích hoạt trên các tế bào NK có thể nhận biết được rất nhiều phối tử trên các tế bào đích (ví dụ như chuỗi A MICA liên quan MHC lớp I và chuỗi B MICB); các thụ thể ức chế trên tế bào NK nhận ra các phân tử MHC lớp I. Tế bào NK có thể giết chết mục tiêu khi không có tín hiệu mạnh từ thụ thể ức chế. Sự hiện diện của các phân tử MHC I (thường biểu hiện trên các tế bào có nhân) trên tế bào do đó ngăn ngừa sự phá hủy các tế bào; sự vắng mặt của chúng cho thấy rằng tế bào bị nhiễm một số loại virut ức chế sự biểu hiện MHC hoặc đã mất biểu hiện MHC vì ung thư đã thay đổi tế bào.

Các tế bào NK cũng có thể tiết ra một số cytokine (ví dụ IFN-gamma, IL-1, TNF-alpha); chúng là một nguồn chính của IFN-gamma. Bằng cách giải phóng IFN-gamma, các tế bào NK có thể ảnh hưởng đến hệ miễn dịch thu được bằng cách thúc đẩy sự biệt hóa của tế bào T hỗ trợ typ 1 (TH1) và ức chế tế bào type 2 (TH2) .

Bệnh nhân bị thiếu tế bào NK (ví dụ, một số loại suy giảm miễn dịch kết hợp nặng) đặc biệt nhạy cảm với nhiễm herpes và nhiễm trùng papillomavirus ở người.

 

Bạch cầu đa nhân

Các bạch cầu đa nhân (PMN), còn được gọi là bạch cầu hạt do bào tương của chúng chứa các hạt, bao gồm

  • bạch cầu đa nhân trung tính
  • bạch cầu ưa acid
  • bạch cầu ưa base

PMNs có trong máu tuần hoàn và có nhân đa múi.

Bạch cầu đa nhân trung tính

Bạch cầu trung tính chiếm từ 40 đến 70% tổng lượng bạch cầu trong tuần hoàn; chúng là một tuyến đầu tiên của hàng rào chống lại nhiễm trùng. Các bạch cầu trung tính có thời gian bán hủy từ 2 đến 3 ngày.

Trong các phản ứng viêm cấp tính (ví dụ như nhiễm trùng), bạch cầu trung tính, do các yếu tố hóa ứng động kích ra và được báo động bởi sự biểu hiện của các phân tử kết dính trên nội mô mạch máu, rời tuần hoàn và đi vào các mô. Mục đích của chúng là thực bào và tiêu hoá mầm bệnh. Các vi sinh vật bị giết chết khi thực bào tạo ra enzym ly giải và phản ứng O2 các hợp chất (ví dụ superoxide, axit hypochlorous) và kích hoạt sự giải phóng các thành phần hạt (ví dụ, defensins, proteases, protein tăng tính thấm diệt khuẩn, lactoferrin, lysozymes). DNA và histones cũng được giải phóng, và chúng có chứa các thành phần hạt như elastaza tạo ra các cấu trúc sợi được gọi là bẫy ngoại bào bạch cầu trung tính trong các mô xung quanh; các cấu trúc này tạo điều kiện giết chết bằng cách bẫy vi khuẩn và tập trung hoạt động của enzim.

Bệnh nhân suy giảm miễn dịch ảnh hưởng đến khả năng tiêu diệt các mầm bệnh của tế bào thực bào (ví dụ: bệnh u hạt mạn tính) đặc biệt dễ bị nhiễm khuẩn và nấm mãn tính.

Bạch cầu ái toan

Bạch cầu ái toan chiếm tới 5% lượng bạch cầu đang lưu hành.

Chúng nhắm mục tiêu các sinh vật quá lớn để bắt; chúng tiêu diệt bằng cách giải phóng các chất độc hại (ví dụ phức hợp O2 các chất tương tự như các chất có trong bạch cầu trung tính), protein cơ bản chính (độc hại với ký sinh trùng), protein cation bạch cầu ái toan và một số enzyme.

Bạch cầu ái toan cũng là một nguồn chính tạo ra các chất trung gian gây viêm (ví dụ, prostaglandins, leukotrienes, yếu tố kích hoạt tiểu cầu, các cytokine).

Bạch cầu ái kiềm

Bạch cầu ái kiềm chiếm < 5% lượng bạch cầu đang lưu hành và chia sẻ một số đặc tính với các tế bào mast, mặc dù 2 loại tế bào có nguồn gốc riêng biệt. Cả hai đều có thụ thể ái lực cao đối với IgE gọi là Fc-epsilon RI (FcεRI). Khi những tế bào này gặp các Ags nhất định, các phân tử IgE liên kết với các thụ thể sẽ trở thành liên kết chéo, kích hoạt giải phóng hạt tế bào với sự giải phóng các chất trung gian gây viêm (ví dụ histamine, yếu tố kích hoạt tiểu cầu) và tạo ra các hóa chất trung gian mới được tổng hợp (ví dụ như leukotrienes, prostaglandins, thromboxanes).

 

 

Bình luận

ajax-loader