Імунологічна толерантність. практичне №11. Практичне заняття 11 Імунологічна толерантність
 Скачать 0.75 Mb.
|
|
Практичне заняття 11 Імунологічна толерантність. Які види толерантності ви знаете? Для чого потрібна толерантність? Імунологічна толерантність - це активний антигенспеціфічний імунний процес (на відміну від неспецифічної імуносупресії і імунодефіциту). Підтримка толерантності вимагає персистенції антигену (толерогена) в організмі. Толерантність може бути індукована до всіх епітопів будь-якого анитігена або до одного або декільком епітопам. Носіями толерантності є «толерогенные» Т- і В-клітини. Імунологічна толерантність - відсутність специфічного продуктивного імунної відповіді організму на антиген в зв'язку з нездатністю його розпізнавання. На відміну від імуносупресії імунологічна толерантність передбачає початкову ареактивность до певного антигену. Імунологічна толерантність - це стан ареактивності щодо того чи іншого антигену; її індукує попередній контакт з цим антигеном. Активно функціонують механізми толерантності необхідні для попередження запальних реакцій у відповідь на багато нешкідливі антигени, що потрапляють в організм з повітрям і їжею і діючі на слизову оболонку дихальних шляхів і шлунково-кишкового тракту. Однак найбільш важлива толерантність до власних антигенів організму; вона запобігає імунну відповідь проти власних тканин. Крім природної розрізняють набуту, або індуковану, імунну толерантність. Іноді набуту толерантність називають імунним паралічем. Отже, природна толерантність (аутотолерантність, self-tolerance) - це толерантність до своїх антигенів, а індукована толерантність - це толерантність до чужорідних (поп-self-tolerance) антигенів. Толерантність можна відтворити в експерименті. Тому такий тип індукованої толерантності називають штучною толерантністю. Що таке природна толерантність? Для чого вона потрібна живим організмам? Природна імунна толерантність - регуляторний механізм імунної системи, що ґрунтується на елімінації або інактивації лімфоїдних клітин, специфічних до антигенів певного організму. Цей механізм запобігає розвитку аутоімунних реакцій Вважають, що природна толерантність, як і штучна, індукована антигенами, але не чужорідними, а власними, з якими лімфоїдна система контактує під час індивідуального розвитку та утворення нових лімфоцитів у первинних лімфоїдних органах. Тому, за визначенням експертів ВООЗ, толерантність є специфічною імунною ареактивністю, що індукована антигеном. У межах цього визначення толерантність є протилежністю вторинній імунній відповіді. Природна толерантність відіграє важливу роль у збереженні антигенної індивідуальності особини. Природна центральна толерантність: толерантність В-клітин у кістковому мозку та Т- клітин у тімусі. Центральна толерантність (формується в первинних органах імунної системи): - клональная делеция. Центральна толерантність формується в ході лімфопоезу і негативної селекції в тимусі для Т-клітин і кістковому мозку для В-клітин, коли відбувається апоптоз лімфоцитів, що експресують високо-аффінниє TCR і BCR до власних антигенів (клональная делеция). Однак, невелика частина таких лімфоцитів уникає апоптозу і надходить в периферичні органи імунної системи в неактивному вигляді - в стані анергії. Центральна толерантність індукується в центральних органах імуногенезу - в вилочкової залозі і кістковому мозку - і обмежує аутореактивні Т- і В-лімфоцитів. Тимус є основним місцем дозрівання Т-клітин, анатомічно і функціонально має дві зони: коркова і мозкова речовини. Корковаречовина містить щільно упаковані незрілі тімоціти, там відбуваються процеси позитивної селекції, яка передбачає відбір Т-лімфоцитів, здатних зв'язуватися з власними молекулами МНС з низькою авідності. Тимоцити, що не реагують з власними антигенами МНС, піддаються апоптозу. Мозкова ж речовина містить пухко упаковані зрілі лімфоцити і є місцем, де виконується негативна селекція. На цьому етапі апоптозу піддаються клітини з високою авідності, що реагують з комплексом власних антигенів МНС. Таким чином, внаслідок позитивної і негативної селекції Т-клітини, які вилітають із тимус і заселяють периферичні лімфоїдні тканини, обмежені власними MHC і толерантні до більшості аутоантигенов. Незважаючи на високу ефективність центральних механізмів толерантності в видаленні аутореактівних клонів лімфоцитів, деякі з Т-клітин здатні обійти цей контроль, вийти з тимуса і індукувати аутоімунні реакції у відповідь на запалення, наприклад, під час інфекції або травми. Отже, існує постійна загроза можливих аутоімунних реакцій за рахунок виходу аутореактівних Т-клітинних клонів на периферію. Контроль за цими потенційно небезпечними клітинами здійснює периферична толерантність. У тимусі відбувається формування Т-клітин з клітин-попередників з ше неперестроєними генами Т-клітинних рецепторів. В процесі розвитку лімфоцитів в тимусі ці гени піддаються перебудові, після чого Т-клітини починають експресувати ТКР, здатні розпізнавати продукти деградації антигенів або пептиди в зв’язує їх порожнини міг лекул МНС - антигенів, кодованих генами I головного комплексу гістосумісності організму. У тимусі відбувається відбір Т-клітин з рецепторами, здатними зв'язувати антигени в комплексі з молекулами МНС, і делеція клітин, високоавідних до власних антигенів. Висока швидкість проліферації тимоцитів поєднується з їх масовою загибеллю: переважна більшість так званих двічі позитивних тимоцитів гине в тимусі. До причин цього відносяться аберрантним перебудова генів ТКР, негативна селекція і нездатність клітин пройти позитивний відбір. Умовою позитивної селекції є помірна ступінь авідності Т-клітин до поліморфним областям молекул МНС, асоційованих з пептидами; такі клітини виживають. Вони зв'язуються з молекулами МНС на поверхні епітеліальних клітин кіркової зони, і це зв'язування імовірно захищає Т-клітини від запрограмованої загибелі. Позитивна селекція забезпечує формування зрілих Т-клітин, здатних розпізнавати лише ті пептиди, які утримуються в спеціальній порожнині власних молекул МНС. Цей феномен обмеженості розпізнавання називають рестрикції по МНС. Однак позитивна селекція не запобігає диференціювання Т-клітин, які мають рецептори з високою аффинністю і до власних пептидів, і до молекул МНС. Тому, щоб змусити «мовчати» такі високо-аутореактивні клітини, повинен існувати той чи інший шлях негативної селекції. Які механізми периферичної толерантності ви знаєте? Периферична толерантність забезпечується рядом інших механізмів. Активаційний апоптоз - CD8 + Т-клітини і NK-клітини експресують FasL (CD178) і запускають апоптоз аутореактівних Т-клітин, які, будучи активовані аутоантигенами при відсутності інших активаційних сигналів, експресують Fas (CD95). 2. клональний енергія - відсутність функціонування аутореактівних Т-клітин за рахунок низької експресії TCR, корецепторів (CD4 або CD8), CD28, високої експресії CTLA4; відсутність функціонування аутореактівних В-клітин за рахунок шеддінга (скидання) BCR при впливі великих доз антигену (високодозова толерантність), низькою експрес корецептора (CD19 / CD21 / CD81 / CD225), високої експресії CD28. 3. Клональне ігнорування - відсутність імунної відповіді лімфоцитів по відношенню до аутоантигенам в низьких концентраціях. 4.Природні регуляторні Т-клітини (nTreg) і їх індуцібельная субпопуляції (ITreg, Tr1, Th3), як уже було описано вище, 1) продукують імуносупресори цитокіни (TGFβ, IL10, IL35), 2) можуть включати апоптоз аутореактівних лімфоцитів, 3) конкурують з лімфоцитами за IL2 (маючи CD25-ланцюг рецептора для IL2). Як правило, деякі потенційно аутореактівние Т-лімфоцити не гинуть в тимусі і надходять в пул периферичних лімфоцитів. Таким чином, в крові здорових індивідів можуть з’явитися аутореактивні Т-клітини, здатні реагувати з пептидами власних тка-неспецифічних антигенів, зокрема основного білка мієліну. Уникнути лелеціі в тимусі Т-лімфоцити можуть по ряду причин: * В тимусі можуть експресуватися не всі антигени організму; * Не всі епітопи власних антигенів володіють достатньою аффинностью для формування стабільних комплексів пепто-молекула МНС, яке становить умова Т-клітинної лелеціі; * Не всі ТКР пов’язують свої ліганди з достатньою для лелеціі Т-клітин афінністю. Для запобігання аутоагресивної дії уникли делеції Т-лімфоцитів існує чотири механізму: * «Ігнорування» Т-клітинами антигенів власних тканин організму; * Анергія Т-клітин; * Загибель Т-клітин; * Імунне відхилення або імуносупресія Клітини можуть стати не відповідаючими, отримавши опосередкований ТКР сигнал. Придушення їх функції може відбуватися за рахунок зниження експресії ТКР і корецепторних молекул. Це зниження виникає внаслідок активування Т-клітин і в умовах постійної стимуляції веде до анергії. Анергією називають такий стан клітин, при якому вони зберігають життєздатність, але не можуть здійснювати деякі функції у відповідь на оптимальну стимуляцію, опосередковану як антігенспеціфічним рецептором, так і іншими необхідними для активації рецепторами. Анергію Т-лімфоцитів можна легко індукувати in vitro, стимулюючи клітини через їх ТКР за відсутності костімуляціі. Той же результат дає застосування пептидів- антагоністів в присутності сигналу 2. анергією, що виникає через відсутність костімуліруюшего сигналу, оборотна; її вдається усунути, стимулюючи Т- клітини за допомогою ІЛ-2. Мабуть, подібний стан можна відтворити in vivo введенням потужних суперантигенів. Однак значення анергії як механізму периферичної толерантності до власних антигенів можна вважати безперечним. Така форма регуляції занадто ненадійна, щоб забезпечити стійку толерантність до власних антигенів, так як завжди існує небезпека її скасування під впливом цитокінів, зокрема ІЛ-2. При подібній регуляції було б неминучим виникнення аутоімунних реакцій в результаті випадкового запалення або в ході імунної відповіді на інфекцію. Не виключено, що в багатьох випадках прояви толерантності in vivo, приписувані розвитку анергії, насправді відображають стан паралічу лімфоцитів, попереднє їх запрограмованої загибелі. Активацію Т-клітин, що веде до зниження експресії рецепторів, анергії і, можливо, загибелі, слід розглядати як безперервний процес, результат якого залежить від сили і тривалості антигенного стимулу. Що собою являє штучна толерантність? Як можна створити штучну толерантність? Яким чином досягається штучна толерантність? Штучна толерантність - ареактивність до чужорідних антигенів (наприклад, алергенів при алергічних хворобах, антигенів трансплантата). Індукція такої толерантності може бути медичною метою. Існує також патологічна толерантність - це стан ареактивності до антигенів патогенних мікробів і пухлин, яке є наслідком «иммуноредактирования». Зрив такої толерантності є медичною метою. Відповідно, скасування або індукція толерантності може бути природною і штучною (медичної). Для створення стійкої толерантності потрібна колонізація лімфоїдної тканини реципієнта лімфоїдними клітинами донора. Після введення зруйнованих, або незруйнованих, але вбитих лімфоїдних клітин пригнічується антитілогенез, але відбувається відторгнення трансплантатів, тобто виникає часткова, неповна толерантність. Цей стан зберігається впродовж коротшого періоду, ніж повна толерантність. При трансплантації еритроцитів реактивність до інших тканин зберігається, хоча може бути й ослаблена. На формування толерантності до більшості антигенів впливають фактори, які неспецифічно пригнічують імунітет: сублетальне опромінення іонізуючою радіацією, дренаж грудної лімфатичної протоки, хіміопрепарати, що мають імунодепресивну дію, наприклад циклоспорин А, циклофосфан, імуран, метотрексат, а також АЛС. Імунодепресанти вводять разом з антигеном або впродовж короткого часу після ін’єкцій антигену. Отже, індуковану імунну толерантність можна визначити як повне або часткове гальмування вторинної імунної відповіді на гомологічний антиген або як незавершену імунну відповідь. По суті, індукована імунна толерантність - це вторинна імунна відповідь, яка виявляється не підвищеною, а зниженою реакцією організму на повторне введення чужорідного антигену або її повною відсутністю. Штучна імунна толерантність індукується: 1) за повторних введень малих доз антигену впродовж тривалого часу; 2) після введення антигену в надлишковій кількості; 3) у разі застосування розчинних антигенів, звільнених від макромолекулярних аґреґатів; 4) якщо антиген дуже повільно деградує і тому довго зберігається у тканинах, зокрема в центральних лімфоїдних органах; 5) у разі неонатального введення алогенних стовбурових кровотворних клітин. Механізми індукування толерантності до алогенних клітин і білкових антигенів, очевидно, різні. До Т-незалежних антигенів небілкової природи, а також до вірусних і бактеріальних корпускулярних антигенів толерантність майже не формується (не беручи до уваги імунодефіцитні стани). Штучна толерантність може сформуватися за такими механізмами: 1) клонального ігнорування - коли клітини "не помічають" антиген, введений у невеликій кількості; 2) клональної делеції - загибелі специфічних клітин під час розпізнавання великої кількості антигенів; 3) блокування еферентної ланки - наявність розчинного антигену в сироватці, що блокує рецептори сенсибілізованих лімфоцитів; 4) блокування аферентної ланки - гальмування активації В-клітин надлишком антитіл, пригнічення макрофагальної реакції; 5) порушення диференціювання стовбурових клітин, яке зумовлене відсутністю загрудинної залози (тимусу) або створенням стійкого химерного тимуса. Які фактори сприяють створенню штучної толерантності? На формування толерантності до більшості антигенів впливають фактори, які неспецифічно пригнічують імунітет: сублетальні опромінення йонізуючою радіацією, дренаж грудної лімфатичної протоки, хіміопрепарати, що мають імунодепресивну дію, наприклад циклоспорин А, циклофосфан, імуран, метотрексат, а також АЛС. Імунодепресанти вводять разом з антигеном або впродовж короткого часу після ін'єкцій антигену. Перитонеальні макрофаги, опромінені in vitro або в організмі донора, а потім сенсибілізовані антигеном, на відміну від інтактних, не здатні індукувати синтез антитіл. Вважають, що радіоактивне випромінювання інактивує процесинг антигену макрофагами, що може бути одним із механізмів його імунопригнічувальної дії. Інше пояснення — це нездатність опромінених макрофагів експресувати костимуляторні молекули. Виникнення толерантності до чужорідних антигенів (трансплантатів) після опромінення реципієнта або дії імунодепресантів пояснюється тим, що ці впливи гальмують процеси проліферації і диференціювання активованих зрілих лімфоїдних клітин, зумовлюючи загибель клітин, що проліферують, а незрілі лімфоїдні клітини, що утворюються зі стовбурових кістковомозкових попередників, за наявності чужорідних антигенів стають толерантними до них. Значний успіх сучасної трансплантології насамперед пов'язаний з відкриттям імунодепресивних препаратів, що специфічно пригнічують функцію лише окремих субпопуляцій клітин. Так, циклоспорин А пригнічує активацію Т-хелперів у відповідь на стимуляцію ІЛ-2 та власне інгібує продукування ІЛ-2 в організмі. Отже, індуковану імунну толерантність можна визначити як повне або часткове гальмування вторинної імунної відповіді на гомологічний антиген або як незавершену імунну відповідь. По суті, індукована імунна толерантність — це вторинна імунна відповідь, яка виявляється не підвищеною, а зниженою реакцією організму на повторне введення чужорідного антигену або її повною відсутністю. Штучна імунна толерантність індукується: 1) за повторних введень малих доз антигену впродовж тривалого часу; 2) після введення антигену в надлишковій кількості; 3) у разі застосування розчинних антигенів, звільнених від макромолекулярних аґреґатів; 4) якщо антиген дуже повільно деградує і тому довго зберігається у тканинах, зокрема в центральних лімфоїдних органах; 5) у разі неонатального введення алогенних стовбурових кровотворних клітин. Механізми індукування толерантності до алогенних клітин і білкових антигенів, очевидно, різні. До Т-незалежних антигенів небілкової природи, а також до вірусних і бактеріальних корпускулярних антигенів толерантність майже не формується (не беручи до уваги імунодефіцитні стани). Штучна толерантність може сформуватися за такими механізмами: 1) клонального ігнорування — коли клітини «не помічають» антиген, введений у невеликій кількості; 2) клональної делеції — загибелі специфічних клітин під час розпізнавання великої кількості антигенів; 3) блокування еферентної ланки — наявність розчинного антигену в сироватці, що блокує рецептори сенсибілізованих лімфоцитів; 4) блокування аферентної ланки — гальмування активації В-клітин надлишком антитіл, пригнічення макрофагальної реакції; 5) порушення диференціювання стовбурових клітин, яке зумовлене відсутністю загруднинної залози або створенням стійкого химерного тимуса Штучна толерантність: ефект дози антигенів. Індукування толерантності до гаптенів. Як правило, гаптени самостійно толерантність не індукують. Толерантність до гаптенів залежить від толерантності до носія. Наприклад, поліпептиди, які складаються з D-амінокислот, мають толерогенні властивості і якщо їх використовувати як носії, то вони пригнічують імунну відповідь на гаптен, введений повторно навіть з імуногенним носієм. Тварина, толерантна до носія, не продукує антитіл до гаптену, що кон'югований з цим носієм, або дає ослаблену імунну відповідь, отже, є підстави вважати, що толерантність до кон'югату може бути зумовлена ареактивністю до носія. Толерантність може бути індукована до реакційноздатних простих хімічних речовин, які є гаптенами, при введенні їх у вільному стані. Ці речовини, очевидно, in vivo утворюють комплекси з аутологічними білками. Доведено, що після внутрішньовенного введення гвінейським свинкам великих доз новарсенолу у них не вдається отримати шкірну сенсибілізацію до цієї речовини. М. Чейз (Chase) (1946) встановив, що в результаті перорального введення гвінейським свинкам ДНХБ пригнічується виникнення сенсибілізації до цієї речовини. Зазначені явища називають феноменом Сульцбергера—Чейза. Спостереження про те, що аутологічні білкові носії, як правило, індукують толерантність до гаптенів, які з ними зв'язані, розкриває базовий механізм природної толерантності. Нагадаємо, що гаптени можуть розпізнаватися лише рецепторами В-клітин, а білкові носії мають містити також сайти розпізнавання рецепторами Т-клітин (Т-епітопи). В аутологічних носіях Т-епітопів немає, оскільки аутореактивні Т-лімфоцити проходять негативну селекцію в тимусі. Отже, толерантності на рівні Т-клітин (у багатьох випадках), достатньо для відсутності імунної відповіді на той чи інший антиген Штучна толерантність: толерантність до алогенних і ксеногенних клітин; до бактеріальних вірусних антигенів; до неклітинних антигенів Толерантність до алогенних і ксеногенних клітин. Як показав П. Медавар зі співробітниками, штучну толерантність до алогенних тканин можна створити внутрішньовенним введенням ембріонам живих лімфоцитів. Оскільки толерантність до алогенних клітин і тканин залежить від сильних антигенів тканинної сумісності, які містяться на лімфоцитах, створення толерантності до лімфоцитів зумовлює толерантність щодо антигенів інших тканин того самого донора. За здатністю індукувати стан толерантності більш активними у мишей є клітини лімфатичних вузлів, селезінки, кісткового мозку, менш активні — лімфоцити крові й тимоцити. Найефективніше індукує толерантність введення алогенних кровотворних клітин у кров, оскільки це забезпечує надходження антигену в усі лімфоїдні органи. Алогенні лімфоїдні клітини донора, трансплантовані ембріонам, приживаються в організмі реципієнта і проліферують. У цьому випадку тварина є імунною химерою, кровотворна тканина якої складається з власних і генетично чужорідних клітин. Толерантність залежить від кількості клітин донора, що прижилися в організмі реципієнта. Чим більша кількість живих клітин донора виявляється у лімфоїдних тканинах реципієнта, тим триваліше зберігається толерантність до пересадженого трансплантата. Якщо клітини донора в організмі реципієнта не приживаються, то трансплантат відторгається. Здатність розвивати імунну відповідь формується в ембріональний період не до всіх антигенів одночасно. Ембріони овець після 75-ї доби внутрішньоутробного розвитку відторгають трансплантати шкіри, що свідчить про раннє дозрівання лімфоїдної системи у цих тварин. Однак антитіла на дифтерійний анатоксин і корпускулярні антигени черевнотифозної палички в ягнят не утворюються і впродовж перших місяців постнатального розвитку. Імунну толерантність у деяких видів ссавців і птахів можна індукувати не лише в ембріональному періоді, а й у перші дні постнатального розвитку. Час, упродовж якого можна створити толерантність, називають адаптивним періодом. У кролів адаптивний період закінчується ще до народження, у мишей він зберігається 1 — 2 доби, а в собак, щурів і качок — від 2 до 5 діб після народження. Адаптивний період значною мірою залежить від характеру антигенів, їхніх доз, антигенних відмінностей між донором і реципієнтом. Щодо алогенних антигенів він триваліший, ніж до ксеногенних. При відмінностях лише за слабким локусом гістосумісності адаптивний період у мишей може збільшуватися до двох тижнів. У дорослих тварин сталу штучну толерантність можна зумовити багаторазовим уведенням великих доз алогенних клітин лімфатичних вузлів і селезінки або інших клітин, що містять ядро. Однак це можливо лише у разі незначних генетичних відмінностей донора та реципієнта за слабкими локусами гістосумісності. Максимальна подібність донора і реципієнта за антигенами гістосумісності — одна з основних умов створення толерантності до алотрансплантатів у тварин. Створити повну толерантність щодо алогенних трансплантатів можна лише впродовж адаптивного періоду після трансплантації великої кількості живих клітин лімфоїдної й мієлоїдної тканин, що здатні до приживання та проліферації. При введенні недостатньої кількості клітин розвивається часткова толерантність, а при введенні ще меншої кількості — сенсибілізація. Виникнення толерантності залежить також від кількісного співвідношення введених живих лімфоцитів або неклітинних антигенів і лімфоцитів реципієнта. Тривалість життя алогенного трансплантата прямо залежить від кількості введених лімфоїдних клітин. Для створення стійкої толерантності потрібна колонізація лімфоїдної тканини реципієнта лімфоїдними клітинами донора. Після введення зруйнованих, або незруйнованих, але вбитих лімфоїдних клітин пригнічується антитілогенез, але відбувається відторгнення трансплантатів; тобто виникає часткова, неповна толерантність. Цей стан зберігається впродовж коротшого періоду, ніж повна толерантність. При трансплантації еритроцитів реактивність до інших тканин зберігається, хоча може бути й ослаблена. Вважають, що з введенням новонародженим тваринам алогенної лімфоїдної тканини в організм реципієнта потрапляють алогенні стовбурові кровотворні клітини (СКК). Частина цих алогенних СКК може заселяти тимус, де вони диференціюються не лише на тимоцити, а й на клітини мієлоїдного ряду — дендритні клітини і макрофаги тимуса. Саме тому алогенні клітини беруть участь у процесах негативної і позитивної селекції тимоцитів, яка відбувається в тимусі реципієнта. Отже, для створення і тривалого підтримання механізму толерантності необхідною умовою є формування химерного тимуса, до складу якого входять клітини двох різних генотипів. Такий механізм пояснює також те, чому в ембріонів і новонароджених тварин толерантність індукувати легше — саме в цей час у них відбувається заселення тимуса ембріональними СКК, які формують мієлоїдні клітинні елементи тимуса. Толерантність, отриману за допомогою живих кровотворних клітин, можна перенести з клітинами селезінки сингенним тваринам у ранньому постнатальному періоді або статевозрілим тваринам після опромінення — адоптивне перенесення. Кінетику індукування толерантності in vivo можна вивчати методом перенесення клітин (відмитих лімфоцитів) від толерантних тварин опроміненим або сингенним реципієнтам, яким вводять специфічний антиген. Стійку толерантність щодо ксеногенних тканин зазвичай створити не вдається, але нестійка толерантність між тваринами споріднених видів у деяких випадках відтворюється. Головною перешкодою у створенні толерантності до ксеногенних тканин є участь механізмів неспецифічного захисту у відторгненні ксеногенних тканин. Гостре відторгнення ксеногенного трансплантата пов'язане переважно з утворенням тромбів, геморагіями, після чого настає некроз пересаджених тканин. Причиною гострого відторгнення є атака природними антитілами реципієнта ендотелію донора, внаслідок чого відбувається активація комплементу. Наприклад, під час трансплантації органів свиней до вищих приматів природні антитіла приматів розпізнають епітоп Gall-3Gal, який входить до складу деяких глікопротеїнів і гліколіпідів ендотелію свиней, але відсутній в організмі вищих приматів. Якщо гострому відторгненню запобігти, наприклад, за допомогою молекулярно- генетичних методів (див. далі), то можна досягти тривалішого приживання ксеногенного трансплантата. Поліклональна толерантність, тобто толерантність до багатьох антигенів, може бути індукована багаторазовим введенням (100 ін'єкцій) алогенних клітин, які містять ядро, і великих доз розчинних антигенів (гемоціанін, флагелін) упродовж тривалого часу. Це забезпечує тривале приживлення як алогенних, так і ксеногенних трансплантатів. Таку толерантність важко розглядати як власне толерантність, вона швидше нагадує імунодефіцитні стани. Явище імунної толерантності, як і всі імунні реакції, є суворо специфічним. Тварина, толерантна до тканин донора трансплантата, реагує нормальними імунними реакціями на трансплантати від того самого виду, але іншої генетичної лінії. Толерантність до бактеріальних і вірусних антигенів. Створити стан толерантності до бактеріальних і вірусних антигенів в експериментальних умовах, як правило, не вдається. G. Nossal і A. Abbot (1966) індукували стан толерантності у мишей до сальмонел уведенням у неонатальному періоді Н-антигену. У дослідженнях J. Larsen (1969) вірус лімфоцитарного хоріоменінгіту у новонароджених мишей зумовлював стан повної і тривалої толерантності за наявності вірусемії та відсутності специфічних антитіл. Те, що досягти толерантності до вірусів і бактерій важко, можна, очевидно, пояснити високою антигенністю та мозаїчністю корпускулярних мікробних антигенів, оскільки толерантність вдається отримати до певних фракцій мікробних антигенів — інактивованих білкових токсинів, мономерного флагеліну, певних адгезивних молекул, але не до цілих бактерій чи вірусів. Відсутність толерантності до більшості бактерій і вірусів пояснюється участю механізмів природного імунітету в їх елімінації. Корпускулярні вірусні та бактеріальні антигени мають явні ознаки чужорідності для організму і тому у відповідь на їх потрапляння до організму починають розвиватися реакції запалення, зумовлені факторами неспецифічного захисту: активується комплемент, антигенні субстанції розпізнаються лектиновими і Toll-like рецепторами, активуються тканинні 6азофіли, макрофаги і дендритні клітини тошо. Саме активація дендритних клітин є умовою запуску специфічних імунних реакцій. Тому за наявності активації ДК дуже важко зумовити специфічну імунну толерантність. Активацією ДК можна пояснити також зрив толерантності після введення толерогену з ад'ювантом. За певних вад системи неспецифічного імунітету можливий розвиток толерантності і до корпускулярних вірусних та бактеріальних антигенів. Після введення корпускулярних мікробних антигенів новонародженим і дорослим тваринам формується лише часткова ареактивність, тобто знижена реактивність на деякі з антигенів складного бактеріального комплексу. Ступінь толерантності, що індукована до певної мікробної речовини, у різних генетичних ліній мишей неоднакова. Толерантність, індукована неклітинними антигенами. Толерогенна активність антигенних речовин залежить від їхньої молекулярної маси й полімерності. Так, мономерний флагелін з молекулярною масою 40 кДа виступає як Т-залежний антиген, а полімерний флагелін з молекулярною масою 100 кДа — як Т-незалежний. Тому й механізми індукування толерантності до цих речовин різні. Важливою умовою толерогенності білкових молекул є їх розчинність. Агреговані й денатуровані молекули толерантності не зумовлюють. Д. Дрессер (1962) встановив, що осадження макроаґреґатів білка з альбуміну і γ-глобуліну сироватки після ультрацентрифугування при 20 000g призводить до втрати білками антигенних властивостей і набуття толерогенних. Якщо осаджений під час центрифугування білок додати до розчинного білка, то розчинний білок набуває імуногенних властивостей. Цей ефект, який називають феноменом Дрессера, спостерігається при аналогічних дослідах і з розчинами інших білків. Дезагреговані γ-глобуліни виявляють толерогенну дію в малих дозах, тому їх застосовують для індукування толерантності. У дорослих мишей толерантність виникає після внутрішньочеревного введення 10 — 20 мг дезагрегованого γ-ґлобуліну людини. Повторні введення γ-ґлобулінів у малих дозах показали, що стан толерантності можна індукувати і підтримувати малими дозами антигену. Однак чим вища доза розчинних білкових aнтигенів, які вводять новонародженим тваринам, тим більш вираженою і триваліше є толерогенність. Толерантність новонароджених мишей і кролів до алоантигенів білків сироватки зберігається 3 — 6 міс і може подовжуватися після повторних введень антигену. Можливо, толерантність імунної системи до розчинних білкових антигенів є важливим механізмом підтримання природної толерантності до власних антигенів плазми і лімфи. Розчинні білкові антигени самі по собі не здатні індукувати активацію дендритних клітин, а отже, зумовити ініціювання специфічних імунних реакцій. Крім того, мономерні білкові антигени не здатні перехресно зв'язувати рецептори В-лімфоцитів, що є необхідною yмовою для їх інтерналізації і презентації. Експериментальними дослідження було показано, що введення тваринам аутологічних антигенів з плазми крові в агрегованому стані зумовлює аутоімунні реакції і синтез антитіл проти введених антигенів. В агрегованому стані аутоантигени можуть спричинити запалення, що може призводити до розвитку аутоімунних реакцій. Крім того, агреговані аутоантигени можуть зумовити перехресне зв'язування рецепторів аутоспецифічних В-клітин і їх активацію (за принципом Т-незалежних антигенів). Можливий ще один механізм толерогенної дії розчинних білкових антигенів – блокування рецепторів В-клітин. Таке блокування може відбуватися як на рівні зрілих В-клітин, що веде до ігнорування В-лімфоцитами зв'язаного антигену, так і на рівні попередників В-клітин у кістковому мозку, що може призводити до загибелі цих клітин. Які механізми толерантності ви знаєте? Елімінація або супресія клонів. Питання про те, чи відбуваються у процесі толерантності елімінація, інактивація або пригнічення функції клітин, що реагують на певний антиген, остаточно ще не з'ясоване. Ймовірно, різні прояви толерантності забезпечуються різними механізмами (табл. 55). Як уже зазначалося, механізми індукування високозонної толерантності відрізняються від низькозонної. Толерантність на рівні Т-клітин відрізняється від толерантності на рівні В-клітин. Крім того, різняться механізми центральної і периферичної толерантності, толерантності до розчинних антигенів, антигенів позаклітинного матриксу та мембранних антигенів живих клітин. Очевидно, у підтриманні стану природної толерантності беруть участь багато різних механізмів. Толерантність, яка формується під час розвитку лімфоїдних клітин у центральних лімфоїдних органах, називають центральною. Вона переважно зумовлена елімінацією клонів аутореактивних клітин. Елімінації насамперед зазнають клітини з високою афінністю рецепторів до найпоширеніших аутоантигенів. Ті потенційно аутореактивні клітини, які виселяються з центральних лімфоїдних органів на периферію, підлягають периферичній толяризації. Периферична толерантність забезпечується великою кількістю різних механізмів, головні з яких — запобігання розпізнаванню антигену (ігнорування), відсутність активаційних і костимуляторних сигналів (анергія), специфічне пригнічення функцій (супресія), загибель аутореактивних клітин на периферії внаслідок повторних стимуляцій антигеном (апоптоз). Вважають, що головні механізми підтримання толерантності ще не відкрито.  Причини порушення або відміни толерантності. Імунокомпетентні клітини дорослих тварин толерантні (ареактивні) щодо антигенів власного організму, з якими вони контактують в ембріональному періоді. Однак часте виявлення аутоантитіл у здорових особин свідчить про те, що навіть природна толерантність не є абсолютною. Причини відміни толерантності, як і механізми її формування, у багатьох випадках залишаються нерозкритими. В експерименті штучно індукований стан толерантності припиняється після введення в організм толерантної тварини живих лімфоцитів лімфатичного вузла сенсибілізованих або нормальних сингенних тварин. Відміну толерантності зумовлює і трансплантація лімфоцитів від тварин з ГСТ до цього антигену. Стан штучної толерантності порушується під впливом неспецифічних стимуляторів лімфоцитів, наприклад ендотоксинів (ЛПЦ). Здатність до утворення антитіл, втрачена після опромінення, відновлюється під впливом парентерально введених ендотоксинів. Після зникнення толерантності здатність виробляти антитіла або відторгати трансплантат відновлюється. Втрата толерантності до власних антигенів призводить до аутоімунних захворювань, а втрата толерантності до чужорідних антигенів зумовлює сенсибілізацію. Порушення толерантності до власних антигенів відбувається спонтанно у мишей лінії NZB. У віці понад 3 міс. у них виявляються аутоантитіла до ендогенних антигенів: еритроцитів, рибонуклеопротеїдів, кардіоліпіну, колагену та інших речовин, фактично ця лінія мишей використовується як експериментальна модель для вивчення системного червоного вовчака. Виявлено лінії курей, в яких у період статевої зрілості виникає тиреоїдит і виявляються антитиреоїдні аутоантитіла. Зниження толерантності до власних антигенів переважно залежить від Т-клітин, оскільки не всі В-клітини у нормі толерантні до всіх аутоантигенів. Причини порушення толерантності різні. Одна з них — приєднання до власних білків чужорідних гаптенів. При цьому гаптен може змінювати структуру білка так, що він стає чужорідним для власного організму. Такий механізм утворення аутоантигенів при тромбоцитопенічній пурпурі спостерігається у хворих, яких лікували седормідом. Толерантності немає до антигенів, які в нормі недоступні для лімфоїдних клітин. Деякі місця в організмі належать до так званих імунопривілейованих сайтів, куди не можуть потрапляти наївні Т- лімфоцити. До таких сайтів належить, наприклад, центральна нервова система. Показано, що якщо тварин імунізувати аутологічним білком мієліном, введеним у повному ад'юванті Фрейнда, то у них розвивається аутоімунна реакція проти власної нервової тканини. Толерантність у центральних лімфоїдних органах також не формується при пізній появі антигену (сперма), коли толерантність індукувати вже важко. Так можна пояснити наявність аутоантитіл до сперми при певних патологіях. Втрата толерантності може відбуватися під впливом ад'ювантів, перехресних антигенів, у результаті соматичних мутацій У генах, що кодують власні білкові антигени, або в генах рецепторів імунокомпетентних клітин. У власних антигенів можуть змінюватися фізико-хімічні властивості, наприклад, агрегований γ-глобулін і вкритий вірусами еритроцит набувають антигенних властивостей. Особливо небезпечним є зрив толерантності внаслідок перенесених інфекцій. Вважають, що інфекційні агенти можуть бути одним з етіологічних факторів у патогенезі багатьох аутоімунних хвороб. Наприклад, добре відомо, що ревматизм іноді буває пов'язаний з перенесеними стрептококовими інфекціями, артрит — з такими вірусними інфекціями, як кір і краснуха, тощо. Це пояснюють перехресними детермінантами білків інфекційних агентів і власних білків. Компоненти клітинної стінки або вірусного капсиду в цьому випадку виконують роль ад'юванту, стимулюючи розвиток запалення та ініціювання специфічних імунних реакцій навіть до тих детермінант, до яких у нормі імунна система була толерантною. Експериментальною моделлю для вивчення механізмів зриву імунної толерантності після перенесених інфекцій є трансгенні миші, які експресують білок капсиду вірусу грипу в клітинах підшлункової залози. В нормі миші толерантні до цього білка і сприймають його як свій власний. Однак після перенесеної грипозної інфекції у мишей з'являються цитотоксичні лімфоцити, які атакують клітини підшлункової залози і в мишей розвивається цукровий діабет. Одним із можливих механізмів зриву толерантності в цьому випадку може бути активація дендритних клітин у слизових оболонках під дією живих вірусних частин. У нормі дендритні клітини не презентували антигенів цього вірусу, оскільки він був локалізований лише в межах підшлункової залози. За інфекційного процесу ДК, які фагоцитували вірусні частинки, активуються, переходять у лімфатичні вузли, де й презентують вірусні пептиди цитотоксичним лімфоцитам. Отже, стан системи природного захисту може істотно впливати на індукування чи зрив толерантності, що може виявитися небезпечним у разі наявності у збудника перехреснореагуючих антигенних детермінант. Залежно від конкретних умов стан імунної толерантності буває корисним або шкідливим. Природна толерантність до власних антигенів — явище фізіологічне, що забезпечує гомеостаз. Порушення толерантності спричинює виникнення аутоімунних процесів. Під час трансплантації індукування толерантності до антигенів донора сприяє подовженню тривалості виживання трансплантата. За толерантності до інфекційних агентів знижується резистентність організму до інфекції і тварини гинуть від малих доз патогенних мікробів. Формування толерантності до антигенів пухлин підсилює ріст цих пухлин. |