Milan Buc Imunologický ústav LFUK, Bratislava Nekonvenčné T-lymfocyty a ich biologický a medicínsky význam Milan Buc Imunologický ústav LFUK, Bratislava

HLA-reštringované T-lymfocyty Nekonvenčné T-lymfocyty Frekvencia prekurzorov Nízka (1 - 10 na 106 T-ly Vysoká (  200 000 na 106 T-lymf. Doba potrebná na aktiváciu Dni Hodiny Pamäť Áno Nie Rôznorodosť TCR Typ antigénu Súkromné (private) Verejné (public)

Ktoré bunky zaraďujeme medzi nekonvenčné T-lymfocyty? NKT-bunky MAIT-bunky

NKT-bunky (Natural killer T cells)

NKT-bunky: základná charakteristika 1., Bunky s niektorými vlastnosťami, ktoré sú spoločné aj pre NK-bunky aj pre  T-lymfocyty spoločné s T-lymfocytmi: TCR  rozdielne od T-lymfocytov: aktivačný NK-receptor (NKG2B/CD94) 2., Prezentačné molekuly nie sú HLA-molekuly, ale CD1d, ktoré im neprezentujú peptidy, ale glykolipidy

CD1d HLA-I

Subpopulácie NKT-buniek NKT-bunky, typ I: Vyznačujú sa malou diverzitou svojho TCR-receptora (TRAV10, TRAJ18)  iNKT Rozpoznávajú typicky glykolipidy, napr. -galaktozyl-ceramid NKT-bunky, typ II: Ich TCR je variabilnejší, i keď zďaleka nie v takom rozsahu ako pri  T-lymfocytoch Rozpoznávajú sulfatidy, lyzofosfatidylcholín

Biologický význam NKT-buniek Doplnenie spektra obranných reakcií proti tým baktériám, ktoré „klasické“ T-lymfocyty nedokážu zlikvidovať Baktérie rodu Sphingomonas, Rickettsia a Ehrlichia Nedávno: sú dôležité pri likvidácii Borrelia burgorferi, pôvodcu lymskej boreliózy

Biologický význam NKT-buniek Najtypickejšie pre iNKT-bunky je ich schopnosť veľmi rýchle po stimulácii produkovať veľké množstvá cytokínov a chemokínov

Biologický význam NKT-buniek Takto môžu zohrávať úlohu pivota a koordinovať aj prirodzenú aj adaptívnu imunitnú odpoveď. Po aktivácii rýchlo proliferujú, čo trvá pár dní  hynú; pamäťové bunky nevznikajú.

NKT-bunky a adaptívna imunita NKT-bunky po svojej aktivácii (t. j. po rozpoznaní svojho ligandu) zvýšia expresiu CD40L. Pri následnej interakcii s dendritovými bunkami (DC) ich aktivujú lebo DC exprimujú CD40. Aktivované DC zvyšujú expresiu svojich kostimulačných molekúl CD80 a CD86 a syntetizujú cytokíny. Táto skutočnosť umožní DC aktivovať naivné T-lymfocyty a tak zapojiť do imunitných procesov aj mechanizmy adaptívnej imunity.

Nat Rev Immunol 2013; 13: 101-17

Biologický význam NKT-buniek Natural killer T (NKT)-cell recognition of glycolipid antigens presented by CD1d leads to a cascade of events involving cytokines and co-stimulatory molecules that results in the activation of antigen-presenting cells (APCs) and many other bystander cells (including NK, T and B cells; not shown). The diversity and extent of cytokine production can have a broad range of effects, ranging from enhanced cell-mediated immunity (T helper 1 (TH1)-type responses) to suppressed cell-mediated immunity (TH2-type responses). In most experimental cases, the response is advantageous to the host (indicated in green), however, in some cases, the response can be deleterious (indicated in red).

NKT-bunky v obrane proti nádorom iNKT-bunky dokážu usmrcovať terčové bunky perforínovým mechanizmom, podobne ako CTL a NK-bunky

Diferenciácia NKT-buniek v týmuse NKT-bunky sa vznikajú v týmuse Selekčná molekula je CD1d s nadviazaným self-ligandom  izoglobo-trihexozyl-ceramid TCR rozpozná prezentovaný ligand. Okrem toho musí prebehnúť interakcia medzi SLAM-molekulami Na to, aby sa SLAM-aktivoval, musí ho fosforylovať Fyn-kináza, ktorú prináša molekula SAP

Imunoproliferačná choroba viazaná na pohlavie (X-linked immunoproliferative disorder) Mutácia SAP-génu = chýbanie NKT-buniek (súčasne dochádza aj k poruche funkcie NK- a TFH-buniek) Pacienti sa nevedia brániť EBV-infekcii, alebo vyvinú lymfómy a hypogama-globulémiu. Choroba nie je zlučiteľná so životom

MAIT-bunky (Mucosal associated invariant T cells)

MAIT-bunky: charakteristika MAIT-bunky predstavujú samostatnú populáciu buniek podobnú iNKT-bunkám (TRAV1-2, TRAJ33). Vznikajú tiež týmuse. Typické znaky: CD8+, alebo CD4-CD8-, CD26 a CD161 Nachádzajú sa v krvi (5% zo všetkých T-lymfocytov), mezentériových lymfatických uzlinách, pľúcach, tenkom čreve a najmä v pečeni (až 20  40 % zo všetkých tu prítomných T-lymfocytov) Prezentačnou molekulou sú MR1-molekuly (MHC-related protein 1)

MR1-prezentačná dráha MR1 je evolučne konzervovaný nepolymorfný proteín. Podobá sa molekulám HLA-I, resp. CD1 a nachádza sa na všetkých typoch buniek MR1-molekuly prezentujú metabolity vitamínov baktérií, mykobaktérií a kvasiniek, ktoré vznikajú pri syntéze vitamínov B2 a B9 a ktoré sú odlišné od metabolitov objavujúcich sa pri podobnej syntéze u ľudí, čím je zabezpečená selekcia „self“ verzus „not self“

Kjer-Nielsen L et al. Nature 2012; 491: 717-23

MAIT-bunky: biologická aktivita MAIT-bunky tým, že sú v mukóznom priestore, slúžia ako senzory infekcie intracelulárne parazitujúcimi baktériami Po aktivácii, MAIT-bunky svojim cytotoxickým pôsobením usmrcujú infikované bunky, resp. syntézou prozápalových cytokínov (IFN-, TNF, IL-17) aktivujú iné bunky imunitného systému Syntézou IFN- aktivujú DC, ktoré následne začnú produkovať IL-12, ktorý indukuje vznik TH1 imunitnú odpoveď. Navyše podporí aj expanziu samotných MAIT-buniek.

Front Immunol 2015

MAIT-bunky v patogenéze chorôb RA: Znížené počty v periférnej krvi a naopak zvýšené v synovii. Svojou produkciou IL-17 prispievajú k zápalovému procesu. Podobný jav sa pozoroval aj pri m. Crohn a UC, kde je zvýšený počet MAIT-buniek v stene čreva a na periférii sa je ich počet znížený. SM: Zníženie počtov MAIT-buniek v krvi v dobe relapsu a normálne počty v dobe remisie. Naznačuje to na ich prestup do CNS účasť na patogenéze choroby.

MAIT-bunky, glukokortikoidy a pneumónie MAIT-bunky sú veľmi citlivé na pôsobenie glukokortikoidov, ktoré znižujú ich počty Liečba pacientov s AB, resp. CHOCHP glukokortikoidmi sa odrazí na ich zvýšenej vnímavosti na pneumónie, najmä tie vyvolávané Steptococcus pneumoniae Táto baktéria využíva riboflavínovú syntetickú dráhu, takže dá sa predpokladať, že zníženie počtov a funkcie MAIT-buniek zodpovedá za uvedenú možnú komplikáciu liečby pacientov glukokortikoidmi

 T-lymfocyty

 T-lymfocyty  T-lymfocyty možno na základe ich rozdielnej distribúcie a funkcie rozdeliť do dvoch skupín: Jedna skupina (9, 2) sa nachádza v periférnej krvi človeka (1 – 10 %) a v lymfoidnom tkanive, podobne ako B- a  T-lymfocyty. Druhá skupina (1) sa nachádza najmä medzi epitelovými bunkami čreva (intraepitelové) a kože (intraepidermové) = IEL-lymfocyty

V2V2 T-lymfocyty rozpoznávajú pyrofosfáty (P-antigény), ktoré sa nachádzajú v početných intracelulárnych patogénoch (M. tuberculosis, M. leprae, listérie, plazmódiá) a aj endogénne P-antigény Prezentačné molekuly sú butyrofilíny, ktoré síce P-antigény neprezentujú, ale ich väzbou menia svoju terciárnu štruktúru a túto zaznamenajú T-lymfocyty a tým sa aktivujú

Efektorové funkcie V2V9 T-lymfocytov Produkujú bakteriocídne látky (granulyzín a defenzíny), čím sa podieľajú na boji proti intracelulárne parazitujúcim baktériám. Syntetizujú aj perforín a granzýmy, čo im umožňuje usmrcovať malígne transformované a vírusmi infikované bunky. Exprimujú molekuly HLA-DR, CD80, CD86 a CD54. Po aktivácii syntetizujú IFN-, TNF, IL-17, chemokíny, čo je podkladom toho, že pôsobia ako bunky prezentujúce antigény a môžu indukovať adaptívnu imunitnú odpoveď.

Efektorové funkcie V2V9 T-lymfocytov Produkujú bakteriocídne látky (granulyzín a defenzíny), čím sa podieľajú na boji proti intracelulárne parazitujúcim baktériám. Syntetizujú aj perforín a granzýmy, čo im umožňuje usmrcovať malígne transformované a vírusmi infikované bunky. Exprimujú molekuly HLA-DR, CD80, CD86 a CD54. Po aktivácii syntetizujú IFN-, TNF, IL-17, chemokíny, čo je podkladom toho, že pôsobia ako bunky prezentujúce antigény a môžu indukovať adaptívnu imunitnú odpoveď.

Efektorové funkcie V1T-lymfocytov Svojimi aktivačnými receptormi NKGD3 rozpoznávajú antigény MICA, MICB, ULB, ktoré sa objavujú v bunke ako odpoveď na vnútorný stres, ako je napr. vírusová infekcia či malígna transformácia. Syntetizujú IFN- a IL-4, takže môžu ovplyvňovať adaptívnu imunitu v smere TH1, alebo TH2- imunitnej odpovede. IEL sa navyše sa podieľajú na hojení tkaniva a regenerácii epitelových buniek a to svojou syntézou rastových faktorov (KGF =keratinocyte growth factor).

Účasť  T-lymfocytov v patogenéze chorôb  T-lymfocyty sa podieľajú na patologických procesoch pri reumatoidnej artritíde, neinfekčných zápalových chorobách čreva, psoriasis vulgaris, ale jednoznačne sú najdôležitejším hráčom v rozvoji imunopatologických procesov pri morbus Bechcet.

J Immunol Res 2015; Article ID 705831

Vyznáme sme v lymfocytoch? Záverečný prehľad B-lymfocyty: B1, B2, FoB  TH-lymf.: TH1, TH2, TH9, TH17, TH22, TH25, TFH  TC-lymfocyty Nekonvenčné T-lymfocyty: NKT, MAIT,  T-lymfocyty Regulačné T-lymfocyty: nTreg, iTReg, Tr1 ILC-bunky: ILC1 (NK), ILC2, ILC3