Регуляторные Т-клетки

Регуляторные Т-лимфоциты, Т-регуляторные клетки, Т-супрессоры (англ. regulatory T cells, suppressor T cells, Treg) — центральные регуляторы иммунного ответа. Основная их функция — контролировать силу и продолжительность иммунного ответа через регуляцию функции Т-эффекторных клеток (Т-хелперов и Т-киллеров).

Эти Т-лимфоциты экспрессируют FOXP3 — транскрипционный фактор, регулирующий транскрипцию генов, ответственных за дифференцировку Т-клеток и экспрессию цитокинов и других факторов, участвующих в супрессии иммунного ответа. Поэтому эти клетки часто называют регуляторными Т-клетками FOXP3+ (англ. FOXP3+ Treg cells). Кроме того, важным маркером Т-регуляторных клеток является экспрессия на их поверхности рецептора к цитокину IL-2 — CD25, соответственно их обозначают как CD25⁺-клетки. Помимо этих основных маркеров, клетки Treg на своей мембране экспрессируют CD62L, различные изоформы мембрано-связанной фосфатазы CD45. Различают несколько разных типов регуляторных Т-клеток: естественные Т-регуляторные клетки (T-reg1) и индуцибельные Т-регуляторные клетки (iT-reg). Индуцибельные Т-регуляторные клетки образуются под влиянием различных факторов на периферии, например, в региональных лимфатических узлах.

История открытия и феномен иммуносупрессии

Феномен супрессии иммунного ответа был известен очень давно, и важно было выявить его механизмы, поэтому было предположено существование специфических клеток Т-супрессоров. Однако существование этих клеток долгое время не было подтверждено экспериментально. Лишь в конце 1990-х и в начале 2000-х годов было показано существование определенных Т-клеток, которые характеризовались фенотипом CD25+FOXP3+ и эффективно подавляли иммунный ответ, как это было изначально показано на моделях аутоиммунных заболеваний.

Механизмы иммуносупрессии

Для супрессии иммунного ответа клетки Тreg выделяют цитокины: TGF-beta, IL-10, IFNγ, IL-35, а также экспрессируют на своей поверхности рецептор CTLA-4. Существуют несколько механизмов супрессии: прямой, при непосредственном контакте между клетками, и дистантный, осуществляющийся на расстоянии — например, через растворимые цитокины. Мишенями действия Тreg-клеток являются как Т-эффекторные клетки, так и дендритные клетки, ответственные за презентацию антигена и активацию Т-клеток. При дистантном механизме цитокины, выделяемые Тreg-клетками, например, трансформирующий ростовой фактор бета (TGF-beta), связываются со своими рецепторами на поверхности Т-эффекторных клеток и ингибирует их активацию, тем самым супрессируя иммунный ответ. Важным механизмом также служит захват IL-2 при помощи CD25 — рецептора к IL-2 и секвестрация рецептора у эффекторных Т-клеток, что препятствует активации после связывания комплекса MHC с антигеном, так как известно, что IL-2 является основным аутокринным стимулирующим фактором, поддерживающим дифференцировку и клональную экспансию Т-клеток.

Тreg-клетки, взаимодействуя с рецептором CD86 на дендритных клетках при помощи CTLA-4, способны ингибировать функцию активации дендритными клетками Т-клеток.

При прямом механизме супрессии Treg взаимодействуют с эффекторными Т-клетками и гранзим B действует через перфорины, образующие канал, вызывая апоптоз в этих клетках, тем самым элиминируя активные Т-клетки.

Участие Тreg в механизмах иммунологической толерантности при беременности

Сбои в работе Treg-клеток могут приводить к ряду серьезных нарушений репродуктивной функции: бесплодие неясного генеза, привычное невынашивание беременности, неудачи ЭКО и другие осложнения, связанные с нарушением плацентарной функции . Уникальные иммунологические проблемы репродукции сопоставимы с ситуациями, когда зрелые периферические ткани экспрессируют физиологические аутоантигены, требующие толерантности, несмотря на отсутствие их экспрессии в тимусе . На ранних этапах беременности материнские Т-лимфоциты активируются в матке и региональных маточных лимфоузлах, препятствуя имплантации и развитию беременности . Принятие отцовских аллоантигенов во время беременности основано на включении ряда иммунологических механизмов. Среди них важную роль играют Т-регуляторные клетки, сформированные заранее, во время половой жизни супругов, в результате взаимодействия антигенов, содержащихся в сперме, с иммунными клетками матки. Они оказывают супрессивное воздействие на Т-лимфоциты и активацию натуральных киллеров, тем самым способствуя имплантации и развитию беременности . Механизмы периферической толерантности, несомненно, участвуют в предотвращении иммунного отторжения плода матери во время беременности. Свойства и функции регуляторных Т-клеток делают их идеально подходящими для контроля иммунного ответа на репродуктивные антигены, и в настоящее время имеются убедительные доказательства их важной роли в регуляции толерантности к мужским и женским гаметам, а также к зародышу .

Женские репродуктивные ткани впервые подвергаются воздействию отцовских антигенов при попадании семенной жидкости в женские половые пути во время полового контакта . Это позволяет предположить, что женская иммунная система способна распознавать мужские антигены в семенной жидкости и реагировать на них, а также предполагает, что семенная жидкость может участвовать в активации иммунного ответа при подготовке к последующей беременности. Состояние активной толерантности, опосредованное регуляторными Т-клетками, должно функционировать с момента имплантации эмбриона, чтобы предотвратить материнскую иммунную атаку на зародыш. Мужская семенная жидкость и овариальные стероидные гормоны участвуют в регуляции размера и супрессорной функции пула Treg-клеток в периимплантационный период ранней беременности. Доказательства того, что антигены и цитокиновые сигналы в семенной жидкости регулируют материнский иммунный ответ, включают следующее: (1) цитокин TGFbeta, индуцирующий Treg-клетки, и мужские аллоантигены присутствуют в семенной жидкости; (2) поставки семенной жидкости при коитусе достаточно, чтобы вызвать состояние активной иммунной толерантности к отцовскому аллоантигену, даже при отсутствии ткани зародыша; (3) женские дендритные клетки могут перекрестно представлять антигены семенной жидкости, чтобы активировать как CD8(+), так и CD4(+) Т-клетки, и (4) события спаривания с дефицитом либо спермы, либо семенной плазмы приводят к уменьшению популяции CD4(+) CD25(+) Foxp3(+) Treg-клеток во время имплантации эмбриона .

Тот факт, что несколько исследований демонстрируют пик Treg-клеток в первом триместре беременности, свидетельствует об их особенно важной роли в имплантации и начальной волне плацентарной инвазии материнских тканей на ранних сроках беременности. Недостаточное количество или нарушенная функция Treg-клеток, по-видимому, связаны с рядом осложнений беременности ; однако механизмы, определяющие количество и функцию Treg-клеток в месте имплантации, а также причины их дефицита при некоторых репродуктивных патологиях, неясны. В нескольких исследованиях сообщается о связи между недостатком Treg-клеток и осложнениями беременности, в частности, преэклампсией. Имеются многочисленные доказательства того, что иммунологические факторы играют решающую роль в развитии этого распространённого заболевания, которое в развитых странах является причиной примерно 15–20% материнской смертности. При преэклампсии доминирование Th1-клеток развивается одновременно с усилением воспалительной реакции в отношении плода, что поднимает вопрос о том, может ли это быть следствием нарушения функции или уменьшения количества Treg-клеток . Определение механизмов, контролирующих индукцию толерантности, будет полезно для разработки новых методов лечения иммуноопосредованных патологий беременности, таких как выкидыш и преэклампсия .

Методы получения Тreg из ИПСК

ИПСК могут служить возобновляемым источником для крупномасштабного производства необходимых для терапии Тreg, что может снизить высокую стоимость и малодоступность терапии с использованием Тreg для пациентов. Появился метод получения Тreg путём их дифференциации из ИПСК c помощью стимуляции клеток смесью РМА с иономицином, который не требует дефицитных компонентов, таких как особая сыворотка и вспомогательные «питающие» клетки, что позволит обеспечить достаточное количество необходимых Тreg для борьбы с онкологическими и аутоиммунными заболеваниями.

Литература

• Tang Q, Bluestone JA. The Foxp3+ regulatory T cell: a jack of all trades, master of regulation. Nat Immunol. 2008 Mar;9(3):239-244. doi:10.1038/ni1572. PMID 18285775.