Цитотоксическое действие NK-клеток на клетки-мишени

NK-клетки оказывают цитотоксическое действие на опухолевые и инфицированные вирусами клетки с помощью механизмов, сходных с теми, которые используют CD8⁺ЦТЛ.

В цитоплазме NK-клеток содержатся многочисленные гранулы, содержащие перфорин и грэнзимы. В отличие от CD8⁺ЦТЛ, у которых формирование гранул происходит после их активации, NK-клетки и в покоящемся состоянии содержат в своей цитоплазме секреторные гранулы. Поэтому морфологически они представляют собой большие гранулярные лимфоциты. После прикрепления NK-клетки к клетке-мишени с помощью соответствующих рецепторов в клетку поступает достаточно сильный активационный сигнал, и она отвечает дегрануляцией. В месте межклеточного контакта выделяются перфорини грэнзимы, которые вызывают апоптоз клетки-мишени(аналогично CD8⁺ЦТЛ). В отличие от CD8⁺ЦТЛ, синтезирующих TNF-β (лимфотоксин), NK-клетки продуцируют TNF-α, который также содержится в секреторных гранулах и может индуцировать апоптоз клеток-мишеней, экспрессирующих на своей поверхности рецепторы к этому цитокину.

Возможна также прямая клеточная цитотоксичность, не опосредованная действием цитокинов. Она обусловлена тем, что NK-клетки содержат на своей поверхности Fas-лиганд (мембраносвязанная форма TNF) и легко индуцируют апоптоз клеток-мишеней, экспрессирующих на своей поверхности Fas-рецепторы.

Необходимо отметить, что распознавание клеток-мишеней NK-клетками не рестриктировано по белкам МНС. Поэтому во многих случаях цитотоксическая активность этих клеток одинакова как по отношению к сингенным, так и к аллогенным опухолям. Кроме того, цитотоксическая активность NK-клеток не снижается при уменьшении экспрессии белков МНС I класса, характерном для некоторых опухолей.

Важность участия NK-клеток в противоопухолевом иммунитете подтверждается исследованиями больных с синдромом Чедиака-Хигасси, при котором имеет место генетический дефект, вызывающий значительное повреждение NK-клеток. У таких больных отмечено возрастание частоты определенных типов злокачественных опухолей.

Как уже упоминалось, NK-клетки с фенотипом CD56⁺16⁺, имеющие на своей поверхности Fc-рецепторы к IgG, участвуют в осуществлении антителозависимой клеточной цитотоксичности (АЗКЦТ). IgG своими Fab-фрагментами связывается с антигенными детерминантами на поверхности клеток-мишеней, а с помощью Fc-фрагмента прикрепляется к Fc-рецептору на поверхности NK-клеток. В результате через Fc-рецептор стимулируется дегрануляция этих клеток. Выделяющиеся перфорин, грэнзимы и TNF-α индуцируют гибель антигенно чужеродных клеток. Показано, что большинство NK-клеток способны участвовать в АЗКЦТ.

Этот механизм сочетает в себе элементы адаптивного (участие антител) и врожденного (участие NK-клеток) иммунитета. Помимо NK-клеток, в АЗКЦТ могут участвовать и другие клетки системы врожденного иммунитета – макрофаги, нейтрофилы и эозинофилы. При дегрануляции, индуцированной через Fc-рецепторы, нейтрофилы, эозинофилы и отчасти макрофаги выделяют литические ферменты, разрушающие мембраны клеток-мишеней. Гранулы макрофагов содержат также TNF-α, индуцирующий апоптоз.

NK-клетки вовлечены в раннюю фазу иммунного ответа на инфицирование вирусами и внутриклеточными бактериями. Активность этих клеток стимулируется IFN-α, IFN-β и ИЛ-12, которые выделяются инфицированными клетками, а также активированными через Толл-подобные рецепторы макрофагами и дендритными клетками. В случае вирусной инфекции уровень этих цитокинов быстро повышается, за ним следует повышение числа NK-клеток в очаге инфекции, достигая максимума на третий день. Они сдерживают прогрессирование инфекции, пока не произошло образование CD8⁺ЦТЛ. После того, как численность CD8⁺ ЦТЛ достигает максимума (на 7-10 день после инфицирования), титр вируса быстро снижается (до 0 на 11-12 день).

Это свидетельствует о том, что NK-клетки являются первой линией защиты против вирусов (убивая инфицированные клетки и подавляя их размножение с помощью IFN-γ) в течение времени, необходимого для активации, пролиферации и дифференцировки пЦТЛ в CD8⁺ЦТЛ. При этом NK-клетки с помощью IFN-γ способствуют индукции адаптивного иммунного ответа, так как данный цитокин стимулирует дифференцировку Тх1, которые являются ключевыми клетками, вызывающими формирование пула эффекторных CD8⁺ЦТЛ.