תאים מציגי אנטיגן
 | |
| הצגת אנטיגן מגרה תאי T לא בשלים להפוך לתאי CD8+ בוגרים ציטוטוקסיים (רעילים) או לתאי CD4+ בוגרים | |
| שיוך |
animal cell  |
|---|---|
| מזהים | |
| FMA |
273565 |
| קוד MeSH |
A11.066 |
| מזהה MeSH |
D000938 |
| מערכת השפה הרפואית המאוחדת |
C0003315 |
  | |
תא מציג אנטיגן (באנגלית: APC – antigen-presenting cell) או תא עזר (accessory cell) הוא תא המציג אנטיגן הקשור בחלבוני מערך תאימות רקמות (MHC – major histocompatibility complex) על פני השטח שלו; תהליך זה ידוע כהצגת אנטיגן. תאי T עשויים לזהות מערכים אלה באמצעות קולטני תאי T שלהם (TCRs). תאים מציגי אנטיגן מעבדים אנטיגנים ומציגים אותם לתאי T כדי שאלה ישמידו את הפתוגן הפולש או את התא הסרטני.
כמעט כל סוגי התאים יכולים להציג אנטיגנים בצורה כלשהי. תאים מציגי אנטיגן נמצאים במגוון סוגי רקמות. תאים ייעודיים המציגים אנטיגן, בהם מקרופאגים, תאי B ותאים דנדריטים, מציגים אנטיגנים זרים לתאי T מסייעים, ותאים שנגועים בנגיף או תאים סרטניים יכולים להציג אנטיגנים שמקורם בתא לתאי T ציטוטוקסיים שיפעלו לחיסול התאים הנגועים או הסרטניים. הצגת אנטיגן מסתמכת על משפחת חלבוני MHC ועל מולקולות איתות אחרות על פני השטח של תאים מציגי אנטיגן ותאי T.
תאים מציגי אנטיגן הם חיוניים לתגובה חיסונית סתגלנית (נרכשת) יעילה, ובהם תלוי תפקודם של תאי T ציטוטוקסיים ושל תאי T מסייעים. הצגת אנטיגן מאפשרת ספציפיות של חסינות סתגלנית (אדפטיבית) ויכולה לתרום לתגובות חיסוניות נגד פתוגנים תוך-תאיים וחוץ-תאיים. תאים מציגי אנטיגן מעורבים גם בהגנה מפני גידולים. חלק מהטיפולים בסרטן כוללים יצירת תאים מלאכותיים שמציגים אנטיגן כדי לקדם את מערכת החיסון הסתגלנית לשים לעצמה למטרה תאים ממאירים.
סוגים ותפקידים
[עריכת קוד מקור | עריכה]תאים מציגי אנטיגן מתחלקים לשתי קטגוריות: מקצועיים ולא מקצועיים. אלה המבטאים מולקולות MHC-II (מסוג 2) יחד עם מולקולות קו-סטימולטוריות (Co-stimulation) (שיוצרות גירוי ותגובה בו-זמנית) עם קולטנים לזיהוי דפוסים נקראים לעיתים תאים מציגי אנטיגן מקצועיים (pAPCs).[1] תאים מציגי אנטיגן לא מקצועיים (יכולת של מרבית התאים בעלי גרעין) מבטאים מולקולות MHC-I (מסוג 1).
יש לשפעל תאי T לפני שהם יכולים להתחלק ולבצע את תפקידם. השפעול נעשה על ידי אינטראקציה עם תא מציג אנטיגן מקצועי, המציג לתאי T אנטיגן המזוהה על ידי הקולטן. תא מציג אנטיגן המעורב בשפעול תאי T הוא בדרך כלל תא דנדריטי. תאי T אינם יכולים לזהות אנטיגנים חופשיים או מסיסים (שאינם קשורים למציג) ולכן אינם יכולים להגיב להם. הם יכולים לזהות ולהגיב רק לאנטיגן שעובד ומוצג על ידי תאים באמצעות מולקולות נשאיות כמו MHC. תאי T מסייעים יכולים לזהות אנטיגן אקסוגני (חיצוני לתא) המוצג על מולקולות MHC-II; תאי T ציטוטוקסיים (רעילים) יכולים לזהות אנטיגן אנדוגני (תוך תאי) המוצג על מולקולות MHC-I. רוב התאים בגוף יכולים להציג אנטיגן לתאי T ציטוטוקסיים (המסומנים CD8+) דרך מולקולות MHC-I; עם זאת, המונח "תא מציג אנטיגן" משמש בדרך כלל לתיאור תאים מציגי אנטיגן מקצועיים. תאים כאלה מבטאים מולקולות MHC משני הסוגים ויכולים לעורר תאי T מסייעים (המסומנים גם CD4+) וכן תאי T ציטוטוקסיים.
תאים מציגי אנטיגן יכולים גם להציג ליפידים זרים ועצמיים לתאי T ולתאי הרג טבעיים על ידי שימוש במשפחת החלבונים CD1, הדומים מבחינה מבנית למשפחת MHC-I.[2]
תאים מציגי אנטיגן מקצועיים
[עריכת קוד מקור | עריכה]תאים מציגי אנטיגן מקצועיים (pAPCs) מוגדרים ביכולתם לספק את שלושת האותות הנדרשים להפעלת תא T נאיבי: אות 1 (זיהוי) המורכב מקומפלקס פפטיד-MHC, אות 2 (עירור משותף) באמצעות ליגנדים ייעודיים, ואות 3 (הכוונה) על ידי הפרשת ציטוקינים המכתיבים את התמיינות התא. שלושת הסוגים הקלאסיים הם תאים דנדריטיים, מקרופאג'ים ותאי B.[3] הם יעילים בהפנמת (Internalization) אנטיגנים, על ידי פגוציטוזיס (למשל מקרופאגים) או על ידי אנדוציטוזיס מתווכת קולטן (אנ') - RME (תאי B), עיבוד האנטיגן לשברי פפטידים ואז הצגת הפפטידים הללו (הקשורים ל-MHC-II) על הממברנה שלהם.[1] תא T מסייע מזהה ומקיים אינטראקציה עם מולקולת MHC-II שעל גבי הממברנה של התא המציג אנטיגן. במקביל מופק אות מעורר נוסף על ידי התא המציג אנטיגן, מה שמוביל לשפעול של תא ה-T. הביטוי של מולקולות קו-סטימולטוריות (Co-stimulation) (היוצרות תגובה בו זמנית) ומולקולת MHC-II מגדיר תאים מציגי אנטיגן מקצועיים.[1] תאים מציגי אנטיגן מקצועיים מבטאים גם מולקולות MHC-I.[4]
כאמור, הסוגים העיקריים של תאים מציגי אנטיגן מקצועיים הם תאים דנדריטים, מקרופאגים ותאי B.[1]
תאים דנדריטים (DCs)
[עריכת קוד מקור | עריכה]לתאים דנדריטים יש את הטווח הרחב ביותר של הצגת אנטיגן והם נחוצים להפעלה של תאי T נאיביים (שלא פגשו אנטיגן).[1] תאים דנדריטים מציגים אנטיגן לתאי T מסייעים וגם לתאי T ציטוטוקסיים. הם יכולים לבצע הצגה צולבת (אנ'), כלומר להציג גם אנטיגן אקסוגני (חוץ-תאי) על מולקולות חלבוני MHC-I לתאי T ציטוטוקסיים. הצגה צולבת זו מאפשרת שפעול תאי T כשגרה.[4] תאים דנדריטים ממלאים גם תפקיד בסבילות היקפית (אנ') (או פריפרית), כלומר אי תגובה לגירויים שבדרך כלל גורמים לתגובה, וזאת לשם סיוע במניעת מחלות אוטואימוניות.[5]
לפני המפגש עם אנטיגן זר, תאים דנדריטים מבטאים רמות נמוכות מאוד של חלבוני MHC-II ושל מולקולות קו-סטימולטוריות (אנ') על פני התא שלהם. תאים דנדריטים לא בשלים אלה אינם יעילים בהצגת אנטיגן לתאי T מסייעים. כשקולטני זיהוי הדפוסים של תא דנדריטי מזהים דפוס מולקולרי הקשור לפתוגן, האנטיגן עובר פגוציטוזה והתא הדנדריטי משופעל, מה שמגביר את הביטוי הקבוע של מולקולות חלבוני MHC-II ומפעיל ויסות של מולקולות קו-סטימולטוריות הנדרשות לשפעול תאי T, כולל CD40 ו-B7. האחרונות יכולות לקיים אינטראקציה עם CD28 על פני תא T מסוג CD4+.[4][6][7] התא הדנדריטי הופך לתא מציג אנטיגן מקצועי בוגר. הוא עובר מהרקמה לבלוטות הלימפה, שם הוא פוגש ומשפעל תאי T.[1]
מקרופאגים
[עריכת קוד מקור | עריכה]ניתן לעורר מקרופאגים על ידי הפרשות ציטוקינים של תאי T בעיקר אינטרפרון גמא.[8] לאחר הפעלה זו, מקרופאגים מסוגלים לבטא מולקולות MHC-II ומולקולות מעוררות קו-סטימולטוריות, כולל קומפלקס B7, ויכולים להציג שברי פפטידים שעברו פגוציטוזה לתאי T מסייעים.[6][7] שפעול יכול לסייע למקרופאגים נגועים בפתוגן בניקוי הזיהום.[9] הם נובעים ממונוציטים, סוג של תאי דם לבנים, יסתובבו בדם, יכנסו לאתרים הנגועים ויתמיינו מונוציטים למקרופאגים. באתר הפגוע, המקרופאג יקיף את אתר הזיהום או הנזק לרקמות עם הממברנה שלו בפגוציטוזיס.[10]
תאי B
[עריכת קוד מקור | עריכה]תאי B יכולים להפנים (Internalization) אנטיגן שנקשר לקולטן (אנ') שלהם ולהציג אותו לתאי T מסייעים. שלא כמו תאי T, תאי B יכולים לזהות אנטיגן מסיס שקולטן תאי B שלהם ספציפי עבורו. לאחר מכן הם יכולים לעבד את האנטיגן ולהציג פפטידים שלו באמצעות MHC-II. כשתא T מסייע עם קולטן תאי T ספציפי לאותו פפטיד נקשר, הסמן של תאי B (מולקולת CD40) נקשר לחלבון CD40L על פני תא T. כשהוא משופעל על ידי תא T, תא B יכול לעבור החלפת איזוטיפ נוגדנים(אנ'), הבשלת זיקה(אנ'), כמו גם היווצרות של תאי זיכרון.
תאים מציגי אנטיגן שאינם מקצועיים
[עריכת קוד מקור | עריכה]תאים מציגים אנטיגן לא מקצועיים כוללים את כל סוגי התאים בעלי גרעין בגוף. הם משתמשים במולקולה של חלבוני MHC-I בשילוב עם בטא-2 מיקרוגלובולין(אנ') כדי להציג פפטידים אנדוגניים על קרום התא. מקורם של פפטידים אלו בתוך התא (ציטוזולי), בניגוד לאנטיגן האקסוגני שמוצג על ידי תאים מציגי אנטיגן מקצועיים המשתמשים במולקולות חלבוני MHC-II. תאי T ציטוטוקסיים (+CD8) מסוגלים ליצור אינטראקציה עם אנטיגן אנדוגני המוצג באמצעות מולקולת חלבוני MHC-II.[4] תאים מציגי אנטיגן לא מקצועיים אינם מבטאים בדרך כלל מולקולות MHC-II. עם זאת, הצגת אנטיגן לתאי CD4 + דרך חלבוני MHC-II אינה מוגבלת לתאים מציגי האנטיגן המקצועיים הקלאסיים. ניתן לגרום ללויקוציטים אחרים, כולל גרנולוציטים כגון תאי פיטום ונויטרופילים, לעשות זאת, וכך גם לתאי אנדותל ואפיתל בנסיבות מסוימות. למרות זאת, יש מעט עדויות לכך שהתאים מציגי האנטיגן הלא טיפוסיים הללו מסוגלים לשפעל תאי CD4 + T נאיביים.[1]
אינטראקציה עם תאי T
[עריכת קוד מקור | עריכה]תאים דנדריטים עם פתוגנים פגוציטוזיים נודדים בדרך כלל לרשת כלי הלימפה ונישאים על ידי זרימת הלימפה לקשרי הלימפה המתנקזות. כל קשר לימפה היא נקודת איסוף שבה תאים מציגי אנטיגן יכולים לקיים אינטראקציה עם תאי T.[1] במהלך הנדידה, תאים דנדריטים עוברים תהליך של התבגרות: הם מאבדים את רוב יכולתם לבלוע פתוגנים והם מתבגרים על ידי שינוי בביטוי פני השטח של חלבוני MHC ושל מולקולות קו-סטימולטוריות (אנ'), כמו גם ייצור מוגבר של ציטוקינים. האנטיגן המופנם מתעכל לפפטידים קטנים יותר המכילים אפיטופים, אשר מוצגים לאחר מכן לתאי T על ידי חלבוני MHC.[4][11]
תאי B שוכנים בקשרי הלימפה. ברגע שקולטן תא B (אנ') שלהם נקשר לאנטיגן, הם יכולים לקיים אינטראקציה עם תאי T מסייעים שמשופעלים, כמתואר לעיל.
תא דנדריטי שמקיים אינטראקציה עם תא T מסייע שכבר משופעל יכול להתחיל לפעול.[12] כך קורה באמצעות אינטראקציה של מולקולות קו-סטימולטוריות כולל B7 ו-CD40 על התא הדנדריטי, עם CD28 ו-CD40L (ליגנד CD40) שעל תא ה-T. רק תאים דנדריטים ששופעלו מסוגלים לשפעל תאי T ציטוטוקסיים נאיביים. שפעול תאי T של תאים דנדריטים הוא המפתח להפעלה של תאי T ציטוטוקסיים עבור פתוגנים רבים, אם כי מידת הצורך בעזרה של תאי T עשויה להשתנות בהתאם לסוג הפתוגן.[13]
במולקולות חלבוני MHC מסוג 1 ו-2 ניתן להציג רק אפיטופים מסוימים של פפטיד מופנם. אפיטופים אלה נקראים אימונודומיננטיים.[14]
בטיפול בסרטן
[עריכת קוד מקור | עריכה]לתאים מציגי אנטיגן יש תפקיד במלחמה בגידולים, באמצעות גירוי תאי B ותאי T ציטוטוקסיים לייצר נוגדנים נגד אנטיגן הקשור לגידול ולהרוג תאים ממאירים. תאים דנדריטים, המציגים אנטיגן ספציפי לגידול לתאי T, הם המפתח לתהליך זה. הטיפולים בסרטן כללו טיפול בחולה במספר מוגדל של תאים דנדריטים או תאי T ספציפיים לסרטן. עם זאת, טיפולים חדשים יותר עושים שימוש בתאים מציגי אנטיגן מלאכותיים מהונדסים גנטית(אנ') שנועדו להכשיר את מערכת החיסון לתקוף תאים ממאירים. חלק מתאים מציגי האנטיגן המלאכותיים מופקים מתאי אדם; אחרים ממערכות שאינם תאיות(אנ'), המכילים חלבוני MHC, מולקולות קו-סטימולטוריות ואת הפפטידים הדרושים.[15][16]
חומרים מפעילי תאים מציגי אנטיגן כמו IMP321 נבדקו בניסויים קליניים כדי להאיץ את התגובה החיסונית נגד סרטן שד גרורתי או מלנומה.
קישורים חיצוניים
[עריכת קוד מקור | עריכה]
תאים מציגי אנטיגן, בביצוע Antigen: protease degradation, סרטון באתר יוטיוב – PMAP animation
הערות שוליים
[עריכת קוד מקור | עריכה]- 1 2 3 4 5 6 7 8 Kambayashi T, Laufer TM (בנובמבר 2014). "Atypical MHC class II-expressing antigen-presenting cells: can anything replace a dendritic cell?". Nature Reviews. Immunology. 14 (11): 719–30. doi:10.1038/nri3754. PMID 25324123.
{{cite journal}}: (עזרה) - ↑ Barral DC, Brenner MB (בדצמבר 2007). "CD1 antigen presentation: how it works". Nature Reviews. Immunology. 7 (12): 929–41. doi:10.1038/nri2191. PMID 18037897.
{{cite journal}}: (עזרה) - ↑ Mann ER, Li X (באוגוסט 2014). "Intestinal antigen-presenting cells in mucosal immune homeostasis: crosstalk between dendritic cells, macrophages and B-cells". World Journal of Gastroenterology. 20 (29): 9653–64. doi:10.3748/wjg.v20.i29.9653. PMC 4123356. PMID 25110405.
{{cite journal}}: (עזרה) - 1 2 3 4 5 den Haan JM, Arens R, van Zelm MC (בדצמבר 2014). "The activation of the adaptive immune system: cross-talk between antigen-presenting cells, T cells and B cells". Immunology Letters. 162 (2 Pt B): 103–12. doi:10.1016/j.imlet.2014.10.011. PMID 25455596.
{{cite journal}}: (עזרה) - ↑ Mbongue J, Nicholas D, Firek A, Langridge W (2014-04-30). "The role of dendritic cells in tissue-specific autoimmunity". Journal of Immunology Research. 2014: 857143. doi:10.1155/2014/857143. PMC 4022068. PMID 24877157.
- 1 2 Mittal SK, Roche PA (ביוני 2015). "Suppression of antigen presentation by IL-10". Current Opinion in Immunology. 34: 22–7. doi:10.1016/j.coi.2014.12.009. PMC 4444374. PMID 25597442.
{{cite journal}}: (עזרה) - 1 2 Brzostek J, Gascoigne NR, Rybakin V (2016-01-01). "Cell Type-Specific Regulation of Immunological Synapse Dynamics by B7 Ligand Recognition". Frontiers in Immunology. 7: 24. doi:10.3389/fimmu.2016.00024. PMC 4740375. PMID 26870040.
- ↑ Soudja SM, Chandrabos C, Yakob E, Veenstra M, Palliser D, Lauvau G (ביוני 2014). "Memory-T-cell-derived interferon-γ instructs potent innate cell activation for protective immunity". Immunity. 40 (6): 974–88. doi:10.1016/j.immuni.2014.05.005. PMC 4105986. PMID 24931122.
{{cite journal}}: (עזרה) - ↑ Harding CV, Boom WH (באפריל 2010). "Regulation of antigen presentation by Mycobacterium tuberculosis: a role for Toll-like receptors". Nature Reviews. Microbiology. 8 (4): 296–307. doi:10.1038/nrmicro2321. PMC 3037727. PMID 20234378.
{{cite journal}}: (עזרה) - ↑ "Macrophages". Access Science. 2015. doi:10.1036/1097-8542.BR1109151.
- ↑ Dalod M, Chelbi R, Malissen B, Lawrence T (במאי 2014). "Dendritic cell maturation: functional specialization through signaling specificity and transcriptional programming". The EMBO Journal. 33 (10): 1104–16. doi:10.1002/embj.201488027. PMC 4193918. PMID 24737868.
{{cite journal}}: (עזרה) - ↑ Lanzavecchia A (ביוני 1998). "Immunology. Licence to kill". Nature. 393 (6684): 413–4. Bibcode:1998Natur.393..413L. doi:10.1038/30845. PMID 9623994.
{{cite journal}}: (עזרה) - ↑ Crispe IN (2014-01-01). "APC licensing and CD4+ T cell help in liver-stage malaria". Frontiers in Microbiology. 5: 617. doi:10.3389/fmicb.2014.00617. PMC 4227505. PMID 25426113.
- ↑ Sadegh-Nasseri S, Chou CL, Hartman IZ, Kim A, Narayan K (ביוני 2012). "How HLA-DM works: recognition of MHC II conformational heterogeneity". Frontiers in Bioscience. 4 (4): 1325–32. doi:10.2741/s334. PMID 22652874.
{{cite journal}}: (עזרה) - ↑ Butler MO, Hirano N (בינואר 2014). "Human cell-based artificial antigen-presenting cells for cancer immunotherapy". Immunological Reviews. 257 (1): 191–209. doi:10.1111/imr.12129. PMC 3869003. PMID 24329798.
{{cite journal}}: (עזרה) - ↑ Eggermont LJ, Paulis LE, Tel J, Figdor CG (בספטמבר 2014). "Towards efficient cancer immunotherapy: advances in developing artificial antigen-presenting cells". Trends in Biotechnology. 32 (9): 456–65. doi:10.1016/j.tibtech.2014.06.007. PMC 4154451. PMID 24998519.
{{cite journal}}: (עזרה)