Киллерами рождаются
Что такое естественные киллеры?
Чем отличаются Т-киллеры от естественных киллеров, какие белки запускают механизм апоптоза и как организм защищается от внутриклеточных инфекций
Равшан Атауллаханов, ПостНаука
Естественными киллерами называют клетки врожденного иммунитета, способные убивать другие клетки организма – опухолевые или зараженные вирусами. Естественные киллеры образуются из клеток-предшественников, которые рождаются в костном мозге. Их превращение в киллеров происходит в различных тканях и органах (лимфатических узлах, селезенке, печени, кишечнике, тимусе, матке и других), где они превращаются в варианты естественных киллеров с несколько различающимися свойствами.
Естественные киллеры – близкие родственники Т-киллеров. Те и другие представляют собой живые подвижные клетки-контейнеры, внутри которых имеются пузырьки со смертельным содержимым и на поверхности которых есть молекулярные сенсоры. С помощью сенсоров клетка-киллер распознает инфицированные или опухолевые клетки, подлежащие ликвидации.
Готовых Т-киллеров нет. Есть их предшественники – наивные Т-клетки с большим разнообразием распознающих сенсоров. Наивные Т-клетки не готовы убивать. Это своего рода живые заготовки. Изначально их слишком мало, поэтому, когда и если их сенсоры встретятся с инфицированной или опухолевой клеткой, заготовки начнут размножаться и одновременно приобретать свойства профессиональных Т-клеток-убийц. Этот процесс размножения и превращения занимает дни, а то и недели.
Естественные киллеры называются так потому, что готовы убивать сразу, без подготовки. Механизм действия естественного киллера такой же, как у Т-киллера: он несет в себе такие же гранулы, в которых спрятаны яды. Клетка-киллер образует герметичный контакт с клеткой-жертвой и внутрь этого герметичного просвета между клетками выделяет яд, который убивает неправильную клетку. Сама клетка-киллер защищена от этого яда.
В качестве ядов естественные киллеры используют несколько белков: перфорин, гранзим и гранулизин. Перфорин встраивается во внешнюю мембрану клетки-жертвы и образует в мембране поры, через которые проходят гранзим и гранулизин. Они входят в клетку, включают ее механизм апоптоза – самоликвидации. В течение 10–20 минут клетка переварит свое содержимое до простейших молекул и упакует эти безопасные останки в небольшие мешочки, которые охотно съедят фагоциты. Так очень аккуратно, не навредив соседним, здоровым клеткам, инфицированная или опухолевая клетка самоликвидируется по команде клетки-киллера. Естественный киллер – серийный убийца, он может поразить 30–40 клеток-мишеней подряд.
Сенсоры Т-клеток и естественных киллеров узнают инфицированную или опухолевую клетку по-разному. Т-киллер распознает миниатюрные фрагменты вирусных или мутантных белков, представленные на поверхности клетки в своеобразных молекулярных витринах, молекулах MHC (major histocompatibility complex, главный комплекс гистосовместимости – ВМ). Таков закон: каждая клетка организма представляет на своей поверхности элементы того, что синтезируется внутри клетки. Это необходимо, чтобы иммунитет мог обнаружить любые болезненные изменения в каждой клетке организма – признаки чужих, инфекционных молекул или собственные молекулы, существенно измененные в результате мутаций. Такие молекулярные признаки болезни нашей клетки узнает Т-киллер и убивает измененную клетку. Жестоко, но эффективно. Лучше лишиться больных клеток, чем привести организм к гибели от инфекции или опухоли.
Довольно часто инфицированные и опухолевые клетки прячут признаки болезни, не показывая на поверхности ни молекулы-витринки, ни мутантные белки, ни молекулы инфекционной природы. Эта замечательная «стелс»-стратегия вируса или опухоли делает их невидимыми для Т-клеток, и, следовательно, грозное оружие в виде Т-киллеров становится беспомощным против таких хитрых врагов. Тут на помощь приходит естественный киллер, сенсоры которого как раз и следят за тем, чтобы на поверхности каждой клетки организма обязательно были представлены молекулы-витринки. Отсутствие или существенное снижение количества MHC-молекул (витринок) на клетке рассматривается естественным киллером как признак, достаточный для смертного приговора. Такая «оголенная» клетка без паспорта на выживание должна умереть – она получает приказ на апоптоз от естественного киллера и очень аккуратно самоликвидируется.
Естественные киллеры важны для защиты от внутриклеточных инфекций, например вирусов, и для защиты от опухолей. Если этот механизм защиты нарушен, люди страдают рецидивирующими вирусными инфекциями, у них повышена вероятность возникновения опухолей. Жизнь без естественных киллеров полна болезней и риска.
Об авторе:
Равшан Атауллаханов – доктор медицинских наук, профессор, руководитель отдела иммунной биотехнологии, руководитель лаборатории активации иммунитета Института иммунологии ФМБА России, профессор кафедры иммунологии биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
17.07.2017