Structurile particulare celulare ale limfocitelor şi ale macrofagelor pot fi fie markeri sau receptori celulari.
Markerii celulari pot fi definiţi ca şi structuri ce permit diferenţierea tipurilor celulare; de obicei sunt structuri antigenice situate pe suprafaţa celulelor.
Receptorii celulari sunt utilizati în recunoaşterea elementelor care permit achiziţia, translaţia şi transmiterea mesajelor, înspre structurile interne celulare.
Limita dintre markerii şi receptorii celulari este foarte variabilă, pentru că un receptor poate fi în acelaşi timp atât marker, cât şi receptor. De exemplu, imunoglobulinele de pe suprafaţa celulelor B sunt şi receptori şi markeri, pentru fiecare subclasă de celule B.
Studii de laborator au arătat că există de asemenea şi alte tipuri de molecule implicate în cursul procesului de activare a celulelor imunocompetente, cu intenţia inducerii unui răspuns imun, cum sunt: adezinele, selectinele, integrinele etc.
Markerii celulari
Aceştia se identifică pe baza caracterelor morfologice, funcţionale şi antigenice.
În funcţie de prezenţa lor pe suprafaţa celulelor pot fi recunoscute populaţii şi subpopulaţii celulare; markerii pot fi expresaţi fie de-a lungul întregii vieţi a celulei sau numai într-o anumită perioadă, în cursul dezvoltării celulare.
Identificarea lor se poate realiza utilizând anticorpi monoclonali (cu ţintă specifică pe anumiţi markeri) sau metoda clonării moleculare, cu identificarea secvenţei genice ce codează informaţia.
Astfel, s-au identificat markeri specifici ai celulelor T, B, K, NK, macrofagelor, chiar în diferite momente ale maturării celulare; aceşti markeri au fost denumiţi "Cluster Differentiation" CD markeri.
Cei mai importanţi markeri antigenici sunt reprezentaţi de: CD3 (pan-T markeri), CD4 (Th/limfocit T helper/ markeri), CD8 (TS/T supresor/ markeri), CD 16 şi HLA-DR.
Aceşti markeri sunt implicaţi în cooperarea intercelulară în cursul răspunsului imun; dacă sunt inactivaţi, va urma o perioadă de scădere a intensităţii răspunsului imun, cu afectarea mecanismelor de apărare antiinfecţioase.
Markerii au semnificaţii diferite:
- unii sunt exprimaţi pe seturile şi subseturile celulare în decursul tuturor fazelor de maturare (de aceea se definesc ca şi pan-markeri); aceşti markeri se utilizează pentru determinarea procentuală a unui set sau subset de celule.
- alţi markeri sunt expresaţi doar într-o anumită fază de maturare, permiţând identificarea vârstei celulare (de exemplu CD1 sunt expresaţi pe celulele T imature, în timp ce CD3 sunt expresaţi pe celulele mature).
- alţi markeri sunt prezenţi doar într-un stadiu funcţional anume (de exemplu, CD25 funcţionează ca şi receptor pentru IL-2 şi este exprimat doar pe limfocitele T activate).
Modularea markerilor
Reprezintă alternanţa dintre expresia şi absenţa unui marker antigenic pe suprafaţa celulară în diferite momente ale existenţei acesteia.
Aceasta poate fi în legătură cu diferite momente ale maturării celulare sau poate fi sub influenţa diferitelor condiţii (fiziologice sau patologice).
În condiţii fiziologice, modularea este influenţată de procesele de maturare şi diferenţiere celulară.
Influenţele induse patologic sunt reprezentate de: seroterapie, terapie cu: hormoni timici, prostaglandine, indometacin.
Anumite condiţii patologice (ca hepatita cronică activă, imunodeficienţe congenitale, miastenia gravis etc) induc o "pierdere" a expresiei unor markeri antigenici.
Modularea este un proces reversibil, fiind dependent de metabolismul celular sau de anumite condiţii patologice.
Receptorii membranari
Ei au abilitatea să recunoască diferiţii liganzi (substanţe ce se leagă de aceşti receptori, cum sunt unele componente bacteriene, virale, eritrocitare etc).
Ei pot fi divizaţi în câteva clase:
a. receptori antigenici - AgR
b. receptori pentru fragmentul Fc - FcR
c. receptori pentru complement - CR
d. receptori pentru eritrocitele de oaie - ER etc.
Atât receptorii, cât şi markerii celulari sunt formaţi intracelular, în cursul dezvoltării şi maturării celulare. De exemplu, celulele preB, în decursul dezvoltării ontogenetice conţin intracitoplasmatic lanţuri , care ulterior vor fi expresate pe suprafaţa celulelor B imature.
IgM de suprafaţă pot funcţiona ca şi receptori pentru Ag; după ce celulele vin în contact cu Ag, celulele B mature vor suferi o transformare blastică (în urma "selecţiei clonale"), secundar transformându-se în plasmocite, care vor sintetiza anticorpi specifici.
În cursul dezvoltării ontogenetice a limfocitelor T, pre-celulele T vor expresa pe suprafaţa lor CD2 (receptori specifici pentru eritrocitele de oaie); de asemenea, CD3 (care rămâne un marker intracitoplasmatic al celulelor T); mai târziu, vor apare pe suprafaţa celulară CD4 (marker pentru limfocitul helper) şi CD8 (pentru limfocitul supresor).
Atât subsetul de T-CD4, cât şi cel de T-CD8 sunt celule imunocompetente care, după părăsirea timusului, se vor distribui în zonele timo-dependente ale organelor limfoide secundare; faza timică (cu debut de la nivelul celulei Stem, până la dezvoltarea celulelor T mature) durează aproximativ 3 zile.
Dacă se ia în considerare funcţia lor, subpopulaţiile de celule T pot fi divizate în 2 categorii:
- celule cu funcţie reglatoare: reprezentate de celulele T helper (care activează limfocitele B, T citotoxice şi T supresoare) şi celulele T supresoare - care limitează atât răspunsul imun celular, cât şi umoral.
- celule cu funcţii efectoare - reprezentate de limfocitele T citotoxice, implicate în distrugerea celulelor infectate viral, a celulelor tumorale şi în rejectul de grefă.
Receptorii pentru antigeni
Acest tip de receptor are o structură chimică bine definită, fiind inserat în membrana limfocitelor reacţionate faţă de antigen; aceste celule reactive pot fi atât limfocitul T, cât şi limfocitul B (fiecare poartă pe suprafaţa lor receptori pentru un antigen specific, de aceea se definesc ca şi celule uni-potente reactivat antigenic); astfel se explică recunoaşterea şi legarea specifică a fiecărui determinant antigenic.
Multiple studii au arătat că receptorii de suprafaţă ai celulelor B au structură imunoglobulinică, în timp ce pentru celulele T structura nu este pe de-a-ntregul definită.
Receptorii celulelor B pentru antigeni (BCR)
Prin intermediul anticorpilor, BCR recunosc antigenele în situaţii diferite: ca şi antigene libere circulante sau legate de suprafaţa anumitor celule (când antigenul există în conformaţie nativă, pe suprafaţa celulelor prezentatoare de antigen - CPA);
Situaţia este total diferită în cazul TCR, când recunoaşterea are loc doar în prezenţa MHC (Complexul Major de Histocompatibilitate).
Fiecare subclasă a limfocitelor B este programată (genetic) să producă un singur tip de clasă de imunoglobulină, fie: IgG, IgM, IgE, IgA sau IgD, deoarece fiecare clasă de celule are pe suprafaţa ei receptori specifici (tip imunoglobulină) cu structură identică cu a moleculei de Ig ce va fi sintetizată.
S-a apreciat că pe fiecare limfocit B există aproximativ 105 de molecule de receptori, dedicaţi unui singur tip de antigen (pentru care celula B este predestinată la recunoaştere, în concordanţă cu teoria selecţiei clonale).
Când celulele B vin în contact cu un antigen se va induce secundar expansiunea unei linii de celule B (clonă), celulele nou formate vor deveni plasmocite capabile să sintetizeze anticorpi specifici faţă de structura antigenică.
Cele mai multe structuri antigenice sunt direcţionate către receptorii celulelor B; aceşti receptori pot fi blocaţi prin utilizarea anticorpilor antiimunoglobulinici.
Aceşti receptori sunt "înfipţi" în membrana citoplasmatică; spre suprafaţa celulară expun capătul NH2 (Fab), iar spre interiorul celulei capătul -COOH (Fc).
După recunoaşterea antigenică de către receptor, se înşiruie într-o ordine strictă, următoarele evenimente:
- legarea dintre antigen şi receptor, urmată de modificări citoscheletale
- producerea şi activarea unor mesageri intracelulari
- expresarea pe suprafaţa celulară a noi receptori specifici.
Receptorii pentru antigene, aflaţi pe limfocitele T (TCR)
Celulele T recunosc antigenele legate de celule, numai cu participarea moleculelor MHC.
Moleculele clasei I şi a II-a MHC acţionează ca un sistem de ghidare pentru activitatea celulelor T (urmând regula restricţiei MHC); structurile antigenice vor fi supuse unui proces de descompunere în fragmente mici (în cursul fagocitozei) şi, numai astfel, vor putea fi recunoscute de către limfocitele T.
Aceşti receptori nu posedă o structură imunoglobulinică şi se pare că expun pe suprafaţa lor molecule imuno-globuline-like (asemănătoare doar cu moleculele de imunoglobuline) cu o greutate moleculară de aproximativ 70.000D, ce se aseamănă cu lanţurile grele ale moleculei tip IgM; sinteza acestor structuri se află sub controlul MHC, regiunea 1.
Astăzi se acceptă ipoteza "dublului receptor" pentru T helper, aceasta însemnând că molecula de antigen este recunoscută de către 2 tipuri diferite de receptori, care funcţionează împreună:
- un fragment recunoaşte epitopul (determinantul antigenic) prezentat de către celulele fagocitare (postfagocitoză)
- celălalt fragment recunoaşte moleculele aparţinând MHC.
Ambii receptori sunt foarte importanţi în procesul de recunoaştere antigenică, în procesul de cooperare intercelulară în sinteza de anticorpi, proliferarea limfocitară şi procesele de citotoxicitate.
De exemplu, celulele T citotoxice sunt capabile să recunoască atât antigenele virale (celulele infectate viral), cât şi MHC clasa I (expuse pe toate tipurile de celule din organismul uman), iar limfocitul T helper recunoaşte atât antigenele procesate (de către celulele fagocitare), cât şi MHC clasa II (expuse pe macrofage şi celulele B).
Există multe similitudini între aceste 2 tipuri de receptori pentru limfocitele T şi B: sunt structuri monomerice sau şi ), capetele -NH2 reprezintă situsurile combinative, iar capătul -COOH este transmembranar.
...................................
Fig. 22 - MHC I şi II (cooperarea intercelulară)
1. Celule prezentatoare de antigen; 2. MCH II ; 3. MCH I ; 4. Antigene procesate ; 5. Celule T ; 6. CD4 (celula TH); 7. CD8 (celula Tc); 8. Receptorul celulei T ; 9. CD3.
...................................
Receptorii pentru fragmentul Fc: FcR
Acest tip aparţine moleculelor de imunoglobuline (claselor IgG, IgA şi IgE). Sunt structuri membranare, localizate pe: limfocitele B, macrofage, celule NK, K, unele limfocite tip T, mastocite, bazofile, eozinofile.
În cazul mastocitelor, bazofilelor şi eozinofilelor, moleculele de IgE se vor lega la aceşti receptori; dacă anumiţi antigeni (în general, alergeni) se vor combina cu moleculele de IgE (la expunere repetată) în câteva secunde se va declanşa degranularea celulară cu eliberare de mediatori biologici conţinuţi în granule: Histamină, Serotonină, Bradikinină, Heparină etc, reacţie implicată în tipul I de reacţie de hipersensibilitate.
Pe suprafaţa macrofagelor există o heterogenicitate de receptori FcR, pentru molecule de IgG, cu rol în special în opsonizare;
Pe celule K receptorul induce capacitatea de a recunoaşte şi a liza celula ţintă, care este "îmbrăcată" cu molecule de IgG (ADCC-Antibody Dependent Celular Citotoxicity).
Celulele cu potenţial citotoxic (Tc şi NK) posedă de asemenea receptori Fc pe suprafaţa lor, cu care se pot lega de celula ţintă care este "îmbrăcată" în molecule de IgG.
Un alt rol important al acestui tip de receptor celular este transportul transmembranar şi transcelular al unor molecule de Ig (de exemplu la molecula de IgA se consideră componentul secretor, ca receptor Fc).
La om, FcR (pentru IgG) este reprezentat de 3 categorii (în concordanţă cu izotipurile: IgG1, IgG2 şi IgG3): FcRFcRFcR (cu diferite greutăţi moleculare).
FcR1 este expresat pe aproape toate celulele mononucleate (câte 1.000-5.000 per celulă).
FcR2 este expresat pe toate celule hematopoietice (cu excepţia eritrocitelor) (câte 30.000-60.000 per celulă).
FcR3 este expresat mai ales pe suprafaţa PMN şi macrofagelor.
FcR (pentru clasa IgE) sunt expresaţi mai ales pe celulele mastocitare, bazofile, eozinofile, de asemenea pe unele celule B, monocite, macrofage şi uneori pe celulele T; există 2 tipuri: FcRe1 şi FcR.
FcR (pentru moleculele de IgM) sunt prezente pe celulele B, monocite, macrofage şi uneori şi pe celulele T.
FcR (pentru moleculele de IgA) sunt prezente pe PMN, monocite, macrofage, celule B.
Funcţiile acestor FcR depind de tipul celulei (pe care sunt expuşi) şi de natura receptorului celular.
Prin intermediul acestor receptori:
- celulele mastocitare eliberează mediatori cu rol în anafilaxie, atopie, reacţii inflamatoare
- macrofagele şi PMN acţionează ca şi celule fagocitare (după opsonizare)
- celulele K sunt implicate în ADCC
- sunt îndepărtate complexele imune circulante
- moleculele de IgG sunt transportate transplacentar
- moleculele de IgA sunt transportate transintestinal şi transhepatic.
Receptorii pentru sistemul Complement (CR)
Aceştia sunt structuri proteice, localizate pe anumite suprafeţe celulare (limfocite, celule fagocitare, celule mastocitare) care permit legarea complementului de complexul Ag-Ac.
Au fost descrise câteva tipuri de CR, care leagă diferite componente ale complementului: CR1 leagă: C1q, C3b, C4b, CR2 leagă C3bi expus pe suprafaţa celulelor B, CR3 care leagă C3bi, expus pe granulocite şi macrofage.
Se cunosc foarte bine receptorii ce aparţin lui C3: C3a (pe suprafaţa PMN şi celulelor mastocitare) C3b - pe suprafaţa limfocitelor B; receptorii pentru C4 sunt localizaţi pe: celulele B, macrofage, granulocite (fiind implicaţi în imunoaderenţă).
Receptori pentru eritrocite
Sunt prezenţi pe acele celule care sunt capabile să lege specific, eritrocite "îmbrăcate" în IgG (dând naştere la aspectul de rozetă).
Receptorii pentru mitogeni
Aceşti receptori (expuşi pe suprafaţa anumitor limfocite) recunosc substanţele extrase din plante (definite ca lectine) cum sunt: fitohemaglutinina (PHA), concavalina A (conA).
Când aceste 2 substanţe vin în contact cu receptorii, vor induce o transformare blastică celulară (dovedită prin studii imunologice).
Receptorii pentru citokine
Aceştia sunt implicaţi în legarea anumitor mediatori, care controlează şi reglează multiplicarea şi funcţionalitatea celulară.
Există diferite tipuri, pentru: imunoglobuline, IFN, TNF, factori stimulatori ai coloniilor etc.
În funcţie de structura lor, receptorii se pot clasifica în câteva familii:
- IgG - superfamilia de receptori (unde aparţin: G-CSF-R, IL1R, IL-6R)
- receptorii hematopoietici (sau factorii de creştere): IL2R, IL3R, IL4R, IL5R, IL7R şi G-CSF-R
- familia de creştere nervoasă: TNF-R1 şi TNF R2
- familia de receptori ai tirozin-kinazei - EGF-R.
Aceşti receptori sunt distribuiţi pe diferite celule, cum sunt: limfocitele T, B, macrofage (toate cu rol direct în răspunsul imun), de asemenea pe: fibroblaste, hepatocite, celule mieloide etc.
De obicei, receptorii sunt prezenţi pe membranele celulare în număr redus, dar cresc în mod semnificativ, după activare.
