Natūralios žudikės (NK ląstelės): kas tai, funkcija ir reikšmė imunitete
Sužinokite, kaip natūralios žudikės (NK ląstelės) veikia imunitetą — jų funkcija, atpažinimas ir reikšmė kovojant su virusais bei vėžiu.
Natūralios ląstelės žudikės (arba NK ląstelės) yra limfocitų tipas, labai svarbus įgimtai imuninei sistemai. NK ląstelės greitai reaguoja į virusais užkrėstas ląsteles arba bakterijų ląsteles — jų aktyvacija dažnai įvyksta per kelias dienas nuo užsikrėtimo. Be to, NK ląstelės atpažįsta ir naikina formuojančias auglių ląsteles, todėl dalyvauja priešvėžinėje apsaugoje.
NK ląstelės yra unikalios: jos geba atpažinti stresą patiriančias ląsteles, nesant antikūnų ir pagrindinio histokompatibilumo komplekso (MHC). Dėl to imuninė reakcija yra daug greitesnė nei adaptacinio imuniteto mechanizmai.
Kas yra NK ląstelės ir kaip jos atpažįstamos
NK ląstelės vystosi iš bendro limfoidinio progenitorinio kamieno kaulų čiulpuose. Jas atpažįstame pagal specifinius paviršinius žymenis: dažniausiai žmogaus NK ląstelės yra CD3–, CD56+. Dėl šių ir kitų žymenų jas galima identifikuoti kraujo tyrimuose ir audinių mėginiuose.
Funkcijos ir pagrindiniai veikimo mechanizmai
NK ląstelių pagrindinės funkcijos:
- Tiesioginis citotoksiškumas: NK ląstelės naikina pažeistas ar transformuotas ląsteles išskirdamos perforiną ir granzimus, kurie sukelia taikinių lizosą ir apoptozę.
- Antikūnų priklausoma ląstelių citotoksinė veikla (ADCC): per Fc receptorių (pvz., CD16) NK ląstelės atpažįsta antikūnais pažymėtas ląsteles ir jas naikina.
- Cytokinų gamyba: NK ląstelės gamina interferoną-gamma (IFN-γ), tumorų nekrozės faktorių (TNF) ir kitus signalus, kurie stiprina imuninius atsakus ir aktyvina makrofagus bei T ląsteles.
- Atpažinimas „trūkstančiu savimi“ (missing‑self): daugelis sveikų ląstelių išreiškia MHC I molekules; sumažėjęs MHC I ekspresija (pvz., virusų arba navikų pažeistose ląstelėse) sumažina slopinančių receptorių signalus ir leidžia NK ląstelėms įsikišti.
Receptoriai ir reguliacija
NK ląstelės turi sudėtingą receptorių rinkinį, kuriame yra tiek aktyvuojančių, tiek slopinančių receptorinių sistemų. Tarp svarbių receptorių yra KIR (žmogaus KIR šeima), NKG2 šeima (pvz., NKG2D aktyvinantis receptorius, NKG2A — slopinantis receptorius) ir natūralios citotoksiškumo receptoriai (NKp30, NKp44, NKp46). Balansas tarp aktyvacijos ir slopinimo nusprendžia, ar NK ląstelė pradės atakuoti tikslinę ląstelę.
Tipai ir subpopuliacijos
Žmogaus periferiniame kraujyje dažniausiai skiriamos dvi pagrindinės NK ląstelių rūšys:
- CD56dim CD16+: dominantinė citotoksinė populiacija, stipriai gebanti naikinti paveiktas ląsteles.
- CD56bright CD16–/low: mažiau citotoksiškos, tačiau galingai gaminančios citokinus ir svarbios imuninio atsako reguliacijai.
Taip pat yra specialios audinių NK populiacijos, pvz., gimdos gleivinės (uterinės) NK ląstelės, kurios dalyvauja nėštumo metu formuojant kraujotaką placentoje ir užtikrinant vaisiaus prisitaikymą.
Klinikinė reikšmė ir taikymas
NK ląstelės turi didelį potencialą medicinoje:
- Infekcijų kontrolė: sutrikusi NK funkcija susijusi su padidėjusiu jautrumu virusinėms infekcijoms ir tam tikroms oportunistinėms infekcijoms.
- Vėžio terapija: atliekami tyrimai su adoptacine NK ląstelių terapija, naudojant ekspanduotas autologines arba alogenines NK ląsteles, taip pat inžinerines CAR‑NK ląsteles. Ilgai tiriama, kaip sustiprinti NK antitumorinį aktyvumą arba pašalinti slopinančius signalus (pvz., NKG2A blokada).
- Transplantacija: NK ląstelės dalyvauja grafto prieš leukemiją (graft‑versus‑leukemia) efektuose, tačiau jas reikia valdyti, kad nekiltų nepageidaujamos reaktijos prieš donoro ar šeimininko audinius.
- Autoimuniniai ir uždegiminiai sutrikimai: NK ląstelių disbalansas gali dalyvauti lėtinio uždegimo ar autoimuniteto procesuose.
Diagnostika, trūkumai ir tyrimų kryptys
NK ląstelių funkciją galima tirti laboratorinėmis analizėmis (citotoksiškumo testai, citokinų gamybos vertinimas, srauto citometrija naudojant CD56/CD16 žymenis). Genetiniai ir įgyti NK funkcijos sutrikimai gali lemti sunkias infekcijas arba nepakankamą navikų kontrolę.
Šiuo metu daug tyrimų skiriama NK ląstelių aktyvavimo signalams, jų „mokymuisi“ (angl. education/licensing), inžinerijai (pvz., CAR konstruktams), taip pat saugioms ir efektyvioms terapijos strategijoms vystyti.
Santrauka
NK ląstelės yra greiti ir svarbūs įgimtos imuninės gynybos vykdytojai. Jos atpažįsta ir naikina virusų užkrėstas, stressuotas ar transformuotas ląsteles per tiesioginį citotoksiškumą, ADCC ir citokinų gamybą. Dėl šių savybių NK ląstelės turi didelį potencialą gydant infekcijas ir vėžį, o aktyvūs tyrimai siekia šį potencialą panaudoti saugiose klinikinėse strategijose.
Ankstyvuosiuose eksperimentuose su vėžiu sergančiais pacientais ir gyvūnais tyrėjai nustatė vadinamąjį "natūralų" reaktyvumą. Tai reiškia, kad tam tikra ląstelių populiacija galėjo naikinti vėžines ląsteles, prieš tai nebūdama joms jautri. Iš pradžių daugelis manė, kad šie stebėjimai yra artefaktai. Tačiau iki 1973 m. "natūralus žudymo" aktyvumas buvo nustatytas įvairioms rūšims ir buvo iškelta prielaida, kad egzistuoja atskira ląstelių, turinčių tokį gebėjimą, linija.
Funkcija
Kad galėtų kontroliuoti savo citotoksinį aktyvumą, NK ląstelės turi dviejų tipų paviršiaus receptorius: aktyvuojančius ir slopinančius receptorius. Kai NK ląstelė suaktyvėja, ji naikina ląsteles, kurios ją įjungė.
Jų citoplazmoje esančiose mažose granulėse yra baltymų ir fermentų, vadinamų granzimais. Jie išsiskiria netoli ląstelės, kuri paskatino jų veikimą. Baltymas perforinas formuoja poras taikinio ląstelės membranoje, sudarydamas kanalą, pro kurį gali patekti fermentai ir kitos molekulės. Tai nužudo taikinio ląstelę. Detalės skiriasi priklausomai nuo to, ar taikinys yra virusas, bakterija, ar naviko ląstelė.
Hipotezė
I klasės MHC i gali būti natūraliųjų ląstelių žudikių (NK) slopinamasis ligandas. Sumažėjus normaliam I klasės MHC paviršiaus kiekiui, o kai kurie virusai ir tam tikri navikai naudoja šį mechanizmą, kad išvengtų CTL atsako, suaktyvėja NK ląstelių žudymas. šie slopinamieji receptoriai atpažįsta I klasės MHC molekules, o tai gali paaiškinti, kodėl NK ląstelės žudo ląsteles, kuriose yra mažas I klasės MHC molekulių kiekis. Šis slopinimas yra labai svarbus NK ląstelių atliekamam vaidmeniui. MHC I klasės molekulės yra pagrindinis būdas, kuriuo ląstelės parodo virusų ar navikų antigenus citotoksinėms T ląstelėms. Bendras evoliucinis prisitaikymas prie šio reiškinio, pastebimas tiek viduląsteliniuose mikroorganizmuose, tiek navikuose, yra ilgalaikis šių MHC I klasės molekulių reguliavimas. Dėl to ląstelės tampa neatsparios T ląstelių poveikiui. NK ląstelės galėjo išsivystyti kaip evoliucinis atsakas: praradus MHC, šios ląstelės netektų slopinamojo MHC poveikio ir taptų pažeidžiamos NK ląstelių atakos.
NK ląstelių funkcija adaptyviajame atsako procese
Po pirminės infekcijos adaptyviojo imuninio atsako metu susidaro atminties ląstelės. Tada greitai reaguojama į vėlesnes to paties antigeno infekcijas. Anksčiau buvo manoma, kad NK ląstelės neatlieka jokio vaidmens adaptyviajame imuniniame atsako procese, tačiau dabar atrodo, kad jos atlieka tokį vaidmenį.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra natūralios ląstelės žudikės?
A: Natūralios ląstelės žudikės (arba NK ląstelės) yra limfocitų tipas, labai svarbus įgimtai imuninei sistemai.
K: Kokią funkciją atlieka natūraliosios ląstelės žudikės?
A: NK ląstelės greitai reaguoja į virusais užkrėstas ląsteles arba bakterijų ląsteles. NK ląstelės taip pat reaguoja į auglių susidarymą.
K: Kada po infekcijos pasireiškia natūraliųjų ląstelių žudikių atsakas?
A.: Natūraliųjų ląstelių žudikių atsakas pasireiškia praėjus maždaug 3 dienoms po užsikrėtimo.
K: Kuo natūraliosios ląstelės žudikės yra unikalios?
A: Natūralios ląstelės žudikės yra unikalios, nes jos geba atpažinti streso paveiktas ląsteles nesant antikūnų ir pagrindinio histokompatibilumo komplekso (MHC).
K: Kaip unikalus natūraliųjų ląstelių žudikių gebėjimas leidžia užtikrinti greitesnę imuninę reakciją?
A: Unikalus natūraliųjų ląstelių žudikių gebėjimas atpažinti streso paveiktas ląsteles nesant antikūnų ir pagrindinio histokompatibilumo komplekso (MHC) leidžia daug greičiau reaguoti imuninei sistemai.
K: Kas buvo pastebėta ankstyvuosiuose eksperimentuose su vėžiu sergančiais pacientais ir gyvūnais?
A: Ankstyvuosiuose eksperimentuose su vėžiu sergančiais pacientais ir gyvūnais tyrėjai nustatė vadinamąjį "natūralų" reaktyvumą, kuris reiškia, kad tam tikra ląstelių populiacija, regis, galėjo naikinti naviko ląsteles, nebūdama joms jautri.
K: Kada buvo pasiūlyta, kad egzistuoja atskira ląstelių, turinčių natūralų gebėjimą žudyti, linija?
A: Iki 1973 m. buvo nustatytas "natūralus žudymo" aktyvumas įvairiose gyvūnų rūšyse ir buvo pasiūlyta, kad egzistuoja atskira ląstelių, turinčių šį gebėjimą, linija.
Ieškoti