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

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

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

6. NKT-bunky (Natural killer T cells)

7. 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

8. CD1d HLA-I

10. 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

14. 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

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

16. 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.

17. 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.

18. Nat Rev Immunol 2013; 13:

19. 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).

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

21. 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

23. 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

24. MAIT-bunky (Mucosal associated invariant T cells)

25. 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)

27. 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“

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

29. 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.

30. Front Immunol 2015

33. 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.

34. 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

35.  T-lymfocyty

37.  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

38. 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

39. 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.

40. 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.

41. 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).

43. 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.

44. J Immunol Res 2015; Article ID 705831

45. 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